[发明专利]土体相变-本构耦合规律测试测试装置及方法

权利要求书

1. 一种土体相变-本构耦合规律测试装置，其特征在于： 包括围压室（1）、轴向应力施加系统（27）、上游水头施加系统和下游水头施加系统；

所述围压室（1）包括圆柱形筒体，以及分别与所述筒体上下两端扣合的顶盖（19）和底盖（2）；试验时，所述围压室（1）内部安置被测试样（10）；

所述轴向应力施加系统（27）位于围压室（1）底部；所述轴向应力施加系统（27）的加载轴（24）穿透围压室（1）的底盖（2），伸入到围压室（1）内部；

所述顶盖（19）嵌入一个上端封闭、下端敞口的圆柱形盒体Ⅱ（13），所述加载轴（24）上端放置一个上端敞口、下端封闭的圆柱形盒体Ⅰ（25）；所述圆柱形盒体Ⅰ（25）和圆柱形盒体Ⅱ（13）内部填充卵砾石；所述被测试样（10）的下端放置在圆柱形盒体Ⅰ（25）内部的卵砾石上、被测试样（10）的上端与圆柱形盒体Ⅱ（13）内部的卵砾石接触；所述圆柱形盒体Ⅰ（25）具有出砂孔（18）；

所述上游水头施加系统对被测试样（10）的下端施加水压，所述下游水头施加系统对被测试样（10）的上端施加水压。

2.根据权利要求1所述的土体相变-本构耦合规律测试装置，其特征在于：所述顶盖（19）具有一个带有阀门的排气管（12），所述排气管（12）一端在围压室（1）内部、另一端在围压室（1）外部；

底盖（2）均具有通孔Ⅰ，导管（21）的一端插入所述通孔Ⅰ、另一端与压力控制器（20）连通。

3.根据权利要求1所述的土体相变-本构耦合规律测试装置，其特征在于：所述下游水头施加系统包括一个位于顶盖（19）上方的水箱（15）、出水管Ⅰ（14）和水源（16）；所述水箱（15）的上端为敞口，水箱（15）的侧壁具有溢流管（17）；所述水箱（15）的敞口上方具有水源（16）；

所述出水管Ⅰ（14）的一端伸入到水箱（15）内的水位线以下，另一端穿透圆柱形盒体Ⅱ（13）后，伸入到圆柱形盒体Ⅱ（13）内部的卵砾石中。

4.根据权利要求1所述的土体相变-本构耦合规律测试装置，其特征在于：所述上游水头施加系统包括储水箱（5）、出水管Ⅱ（3）、高压气罐（8）和高压气管（7）；所述出水管Ⅱ（3）的一端伸入到储水箱（5）内的水位线以下，另一端穿过穿透底盖（2）和圆柱形盒体Ⅰ（25）后，伸入到圆柱形盒体Ⅰ（25）内部的卵砾石中；所述高压气管（7）的一端接入高压气罐（8）、另一端伸入到储水箱（5）中；所述储水箱（5）具有气密性，所述高压气管（7）带有阀门和气压表（6）。

5.根采用1～4任意一项权利要求所述的土体相变-本构耦合规律测试装置进行试验的方法，其特征在于：

1）准备被测试样，将所述被测试样放入围压室内，使其上下两端分别与圆柱形盒体Ⅱ和圆柱形盒体Ⅰ内部填充的卵砾石接触；

2）向围压室内充水，排尽围压室内空气，对被测试样施加围压；

3）对被测试样上端施加下游水头，对被测试样下端施加下游水头和轴向压力；

4）保持所述下游水头、围压和轴向压力不变，逐步加大所述上游水头；收集从所述出砂孔涌出的水和砂；记录所述加载轴的位移、围压室的进水量，以及上、下游水头的进水量。