[发明专利]基准基床系数测试仪及其室内通用测试方法

权利要求书

1.一种基准基床系数测试仪，其特征在于：包括：机架（7），机架（7）上设置有容器（6），机架（7）通过外加压框（3）固定安装力传感器（18），位移传感器固定在力传感器（18）下端。

2.根据权利要求1所述的一种基准基床系数测试仪，其特征在于：所述的容器（6），包括:内传压板（8），外传压板（9），导向环（10），上法兰（11），腔体（13），下法兰，底座（14）；内传压板（8）与外传压板（9）之间通过内置（4）组直线轴承联接导向；腔体（13）内壁套有圆筒状乳胶薄膜，与上法兰（11）、下法兰通过螺栓连接密封形成压力腔（16）；腔体（13）两侧设有阀门一（15）、阀门二（12）；阀门一（15）连接压力腔（16）容积调节管，阀门二（12）连接侧压控制器；导向环（10）通过螺钉固定在上法兰（11）上。

3.根据权利要求1所述的一种基准基床系数测试仪，其特征在于：所述的机架（7），包括:杠杆一（1）、杠杆二（2）、外加压框（3）、内加压框（4）、调节杠杆一（1）水平的手轮一（17）、调节杠杆二（2）水平的二手轮（5）、容器座；内加压框（4）固定杠杆一（1）上，外加压框（3）固定杠杆二（2）上。

4.根据权利要求1所述的一种基准基床系数测试仪，其特征在于：所述的力传感器（18）、位移传感器通过导线和采集器相连，采集器和电脑控制系统相连；侧向加压装置的液压腔容积调节筒、全自动液压控制器分别通过管道、阀门和压力腔（16）相连。

5.一种基准基床系数测试仪室内通用测试方法，其特征在于：其步骤如下：

①将容器按结构要求装配好，往液压腔容积调节筒中注满脱气蒸馏水；打开进水阀，往压力腔中注满脱气水，排除全部气泡；将标准校正试块，φ=100mm/150 mm、h=150mm，放入容器；按100KPa/min逐级施加侧向压力，直至800 KPa，保持800KPa压10分钟不漏水即可；卸除压力，取出校正块；

②制备直径100mm或150mm、高140mm试样，两端要平，饱和软土试样四周贴宽度5mm的滤纸条15～18条，其它试样不贴滤纸条；排除管路中气体，，在容器底座上放上透水板，将滤纸片与制备好的试样放在透水板上，套上容器腔体并与底座锁紧，将传压活塞套放在试样顶端，固定活塞套导向环，并将容器放在机架上，转动手轮使杠杆一与杠杆二保持水平状态；

③升高压力腔容积调节管高度，使压力腔容积调节管液面高度高于试样顶面20cm左右，当膜与试样完全贴紧时，关闭阀门1；

④按照试样原位自重压力的大小给试样施加压力恢复原位应力状态，当按浅层公式换算时，自重压力可全部加在杠杆一1:24上；当按深层公式换算时，自重压力应分别加在杠杆一1:24与杠杆二1:12上，杠杆二对应压板的直径为5cm，杠杆一对应的受压面积是外径为试样直径、内直径为5cm的圆环面积；

⑤开启智能液压控制器，打开阀门2，观察实时侧压值与位移值，当移位值每小时变化量不大于0.005mm时，按照侧压当前值，也可按静止侧压力系数计算的侧压值进行稳压；

⑥当按深层公式换算时，直接在杠杆二的吊盘上分级施加垂直荷载，确保在试样产生0.2mm位移前有2-3级荷载，总级数不少于8级，每级荷载增量的大小按试样的压缩特性确定，当按浅层公式换算时，应先卸除施加垂直压力，当液压控制器重新稳定后，在杠杆二的吊盘上分级施加垂直荷载，确保在试样产生0.2mm位移前有2-3级荷载，总级数不少于8级，每级荷载增量的大小按试样的压缩特性确定；

⑦每级荷载测读0、10、20、30、60、90、120min对应的位移值并施加下一级荷载，直至试样破坏或预定的荷载结束试验，卸除全部压力，取出试样，清洁容器；

⑧ 计算与制图

1) 按下式计算各级荷载下每个测读时段的平均沉降速度的倒数；

M=T/△S

△S=S_t-S₀

式中M为沉降速度的倒数h/mm；T为测读点的时长h；△S为测读点的绝对沉降量，单位为mm；S0为某级荷载加载前的读数，单位为mm；S_t为某个测读点的读数，单位为mm；

2) 以T/△S为纵座标，T为横座标绘制直角座标图，用图解法或一元线性回归求解直线的斜率A值；

3)  计算某级荷载的最终沉降量△S_n

△S_n =1/A

式中A为直线的斜率1/mm；

4) 依加荷的顺序将各级荷载的最终沉降量△S_n依次累加并放大6α倍，α为常数，原位采用直径30cm压板作基准时α=0.930，对园形板作基准即5.58倍，得到累积沉降量修正值，以累积沉降量修正值为纵座标，压力值为横座绘制p-s曲线，在此p-s曲线上求取视基床系数K₁；

5) 计算基准基床系数

按浅层控制测试

K_30园= K₁

K_30园为原位采用直径为30cm园形压板测得的基准基床系数，MPa·m-1；K₁为视基床系数K₁=P_1.25/1.25或K₁=P_1/2/_S1/2或P-S曲线起始段直线斜率，P_1.25为曲线图中对应1.25毫米沉降的压力值，单位为kpa；P_1/2为临塑荷载一半的压力值，单位为kpa；S_1/2为临塑荷载一半的压力值对应的沉降值，单位为mm；

按深层控制测试

式中Z为土的实际埋深(m)，且最小埋深不应小于1m。