[发明专利]一种重塑土真空预压设备及成土工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空预压设备，尤其是一种重塑土真空预压设备及成土工艺。

背景技术

随着我国建筑事业的大力发展，建筑业的安全问题变得备受关注。而地基土的性质对地上建筑的安全使用起着决定性的作用。研究地基土的承载能力及相关性能需要从土在静态、动态下的力学性能展开。自然界中的土是一种由矿物颗粒和存在于其间孔隙的液体与气体等多矿物组成的非均质、多相、多孔的不连续介质。其组成物质的多相性和复杂性需要进行土工实验获得其土性参数。目前大部分土性指标的测定可以在实验室完成，但是试验中使用的土样需要从现场取用或实验室重塑制得，原状土或重塑土在取样过程或制样工艺上的差别，往往使得试样的质量存在这样或那样的缺陷，再加上试验方法、试验操作熟练程度、试验仪器及量测精度、分析整理方法、建议取值及使用人员的取舍等原因，各计算参数相差10%～40%是常见的，由此引起计算结果与实测结果的误差。

现行室内制样技术大致可分为两类。一类是击实法，即采用确定质量的击锤从确定的高度下落，一层或分层击实土样至所需尺寸。这种方法的优点是简单易行且制样周期短，但其缺点也是非常明显的：首先，由于制样过程中使用的是冲击力，击实土样往往受力不均匀，下层土样要比上层土样压的密实；其次，试验过程中容易将空气封装在样品中，致使样品内部形成较大孔隙，不利于后续试验的开展，并可能导致试验结果的失真。另一种是固结法，这种方法是将风干土加蒸馏水配成大于液限的稀泥浆，倒入制样筒，在顶部施加静载加速土样固结，这样采用单向或三维排水固结法获得饱和试样。这种方法的制样过程较为繁琐，对制样设备要求较高。如果想得到含水量分布比较均匀的理想试样，必须逐步施加静载，且固结时间很长。

对于当前的重塑土真空预压设备，主要由三部分组成：真空泵，真空水罐和土样制备箱。当前设备主要存在着仪器比较笨重，制备土样时浪费比较多，制备时间比较久，在制备过程中存在较多的不确定因素，可能导致最后抽真空不完全等情况。

发明内容

为了克服原有真空预压技术所存在的笨重、土样浪费、制作时间长、土样均匀性差、圆柱状小样制取费时、抽真空不完全、不确定因素多等缺点，本发明提供一种简化结构、避免土样浪费、制作时间短、土样均匀性良好、稳定性良好的重塑土真空预压设备及成土工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种重塑土真空预压设备，包括真空泵、真空水罐、土样制备箱和取土器，所述真空泵的抽气口与真空管道一端连接，所述真空管道的另一端与所述真空水罐顶部的通孔连接，所述真空水罐的中部的抽水口与水流通道的一端连接，所述水流通道的另一端与土样制备箱的排水孔连接，所述取土器位于土样制备箱的上部，所述土样制备箱呈长方体桶状，所述土样制备箱的顶部开口处安装可旋转升降密封盖，所述可旋转升降密封盖上设有通气阀门；所述土样制备箱内设有圆柱型可透水密封桶和铁丝网环排气管道；所述圆柱型可透水密封桶的底部设有鹅卵石排水层，所述圆柱型可透水密封桶的底部预留链接所述土样制备箱与真空水罐连通的排水口，所述排水口与排水管连接，所述排水孔处安装透水路径控制开关，所述排水管与排水孔连接，所述鹅卵石排水层上布置铁丝网环排气管道，所述圆柱型可透水密封桶中部侧壁设有透气口，所述透气口通过气体管道与所述通气阀门连接；所述真空水罐顶部安装一压力显示器；所述压力显示器与智能控制系统连接。

进一步，所述铁丝网环排气管道有三道，三道铁丝网环排气管道于接触土层一侧或两侧配备棉质滤纸。

再进一步，所述真空水罐为圆柱型桶，所述真空水罐顶部设有一与大气连通的排气阀，所述真空水罐侧身设有一水位显示柱，所述真空水罐侧身底部设有一排水阀门。

更进一步，所述的取土器的固定卡槽盖设有环形下凸卡槽，所述环形下凸卡槽与铁丝网环排气管道固定连接。

所述鹅卵石层顶设有用以固定铁丝网环排气管道的圆环卡槽，三道铁丝网环排气管道共均以土样制备箱中心为圆心放置。

所述取土器包括把手、中间段和切割口，所述把手的下部与所述中间段连接，所述中间段与所述切割口连接。

所述土样制备箱的底部设有四个可移动滚轮。

一种重塑土真空预压设备实现的成土工艺，所述成土工艺包括以下步骤：

（1）链接真空泵、真空水罐、土样制备箱与智能控制系统；

（2）压力显示器设定压强上下限；

（3）将铁丝网环排气管道放鹅卵石排水层的上方；

（4）将流塑性土样灌入圆柱型可透水密封桶中；

（5）安装可旋转升降密封盖，保证土样制备箱的密封；