[实用新型]静止侧压力系数测定装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种静止侧压力系数K₀测定新型装置，属于岩土工程测试技术领域。

背景技术

近年来，随着我国基础建设的快速发展，特别是地铁和城市地下空间的发展，出现了大量的深基坑，深基坑的开挖和支护等问题一直是岩土工程研究的重要的方面。如果支护的强度或安全系数不够就会造成较大的水平位移，引起周围建筑物的倾斜和开裂，对周围环境产生较大的影响。如果安全系数设置的较大，虽然支护偏于安全，可是工程造价大，特别是对于临时支护体系，造成不必要的浪费。

静止侧压力系数K₀ (K₀是土体无侧向变形条件下，侧向有效应力和轴向有效应力之比（                                                =K₀），能够反映出地基中水平向应力的变化，由此直接推算出作用在挡土结构物上的压力分布及工程安全系数，是计算静止土压力的基础。因此探索一种比较适合、简便、快捷的静止土压力系数K₀的测定方法是完全有必要的。

静止侧压力系数测试方法分为室内试验与原位测试，室内土工试验测定系数的方法有固结仪法和三轴仪法。本实用新型是对传统固结仪法测定静止侧压力的改进。Komoronik和Zeitlen(1965年)把单向固结仪中的盛土环沿着环的直径劈开，并用两块薄的钢片联接起来，再在钢片贴电阻应变丝片，分别测得土在无侧胀压缩时的轴向压力和侧向压力，然后根据-关系，利用式=K₀计算K₀。Brooker和Ireland(1965年)在Komoronik的基础上再配备了液体压力设备，以便在盛土环的外壁施加液体压力，当试样的侧压力促使电阻应变丝发生应变时，在环的外壁施加液体压力，使电阻应变读数恢复到起始值，这时候的液体压力就等于试样作用在环壁的侧压力。Abdelhamid和Krizek(1976年)设计出由不锈钢圆筒、顶盖、底板和加压活塞组成的可以测定K₀值的固结仪。

以上方案中存在三个缺点，即（1）用总应力比作为K₀值；（2）人工读数产生误差的缺点；（3）未考虑误差标定系统。

发明内容

技术问题：本实用新型旨在提供一种集仪器标定和试验测试为一体的简单、准确、快捷的测试土中存在孔隙水压力时静止土压力系数的装置，该装置通过对密闭式刚性容器侧壁和底部开孔，连接压力感应器，加压过程中直接读取水平和竖直方向的总应力、孔隙压力，更能真实反映土体中存在孔隙压力时的侧压力系数值。

技术方案：本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种静止侧压力系数的测定装置，其特征在于：包括底座以及设置在底座上的护环，在所述的底座上设置有一排水孔，在所述的排水孔上连接有第一压力传感器；在所述护环的侧面沿圆周方向均布三个测压孔，在所述的每个测压孔内连接一个第二压力传感器；在所述的护环上连接一个可拆分的顶盖，在所述顶盖上设置有一出水口，在该出水口上连接有一标准加载控制器；在所述的护环内还设置有一加压上盖。

在加压上盖上连接有一位移计。

所述的第一压力传感器为压阻式孔压传感器；所述的第二压力传感器为拉压式应力传感器。

一种测定静止侧压力系数的方法，步骤如下：

第一步、系统标定：对护环和底座组成的密闭受压室内注满水，在护环顶部加可拆卸顶盖，顶盖出水口连接标准加载控制器，逐级加载，为施加的竖向应力，为第一压力传感器的读数，第二压力传感器读数_，绘制-与-的关系曲线，斜率为标定系数，完成测试系统标定；

第二步、试样加载：

2.1）、用环刀切割试样；

2.2）、将试样推入密闭受压室，并在试样上部覆盖滤纸和透水板；

2.3）、在透水板上部放置加压上盖并分级加荷，通过密闭受压室周围均布的三个方向的第二压力传感器记录各级固结稳定时三个第二压力传感器读数、、、通过排水孔上连接的第一压力传感器记录在不同的竖向应力状态下稳定时的孔隙水压力；

2.4）、三个第二压力传感器读数、、，第一压力传感器读数由电脑实时记录数据，按照《土工试验方法标准GB/T 50123-1999》公式14.2.7计算：

竖向有效应力：

水平有效应力：

根据有效应力的比值计算静止侧压力系数：

其中为竖向加载应力，，，α为标定系数。