[发明专利]基准基床系数测试仪及其室内通用测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土测量技术领域，具体的说是一种基准基床系数测试仪及其室内通用测试方法。 

背景技术

基床系数是Winkler地基模型的关键参数。当前用于测定基床系数的标准方法是原位K₃₀荷载试验，没有室内测定基床系数的标准试验方法。仅在《地下铁道、轨道交通岩石工程勘察》规范中提出了可用三轴试验和固结试验方法确定基床系数，却没有具体的实验方法标准与评价方法，在实际操作中存在诸多不确定因素，难以执行。经长江隧道、天津地铁等工程实际应用，所测值与标准值相差5-10倍，这两种方法的实验边界条件与K₃₀载荷试验相差很大，其所测值与K₃₀标准值之间是如何关联的至今也没有答案。 

随着科学技术的高速发展，建筑基坑、地铁、隧道等工程越来越多，用载荷试验测定基床系数受到诸多因素的制约，采用室内试验快速准确测定基准基床系数有着较大的实用价值和经济价值。 

发明内容

本发明的目的是研制一种结构简单、行之有效的基准基床系测试仪器在室内快速准确的测定各类细粒土基准基床系数的通用测试方法。 

本发明基准基床系数测试仪，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。 

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。 

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。 

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。 

本发明基准基床系数测试仪室内通用测试方法，其具体步骤如下： 

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/150mm、h＝150mm)放入容器；按100KPa/min逐级施加侧向压力，直至800KPa，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上(1:24)；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