[发明专利]一种分层饱和土渗流固结模拟装置

权利要求书

1.一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的模型装置包括容器装置、弹簧-活塞装置、加载装置、给排水装置和量测装置，所述的容器装置包括盛水容器(1)和收集容器(2)，所述的盛水容器(1)和收集容器(2)通过给排水装置连接，所述的弹簧-活塞装置设置在盛水容器(1)内部，用来模拟分层土体，所述的加载装置固定在弹簧-活塞装置顶部，对弹簧-活塞装置施加荷载，所述的给排水装置设置在加载装置上，所述的量测装置设置在盛水容器侧壁上用来测量静水压力。

2.根据权利要求1所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的容器装置采用高刚度钢化玻璃材料制成，所述的盛水容器(1)装满水，模拟土体中的孔隙水，所述的收集容器(2)收集模拟分层饱和土固结试验时从盛水容器(1)中排出的水，盛水容器(1)和收集容器(2)的侧壁和底部均不透水。

3.根据权利要求1所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的弹簧-活塞装置由多层带孔活塞板(10)和弹簧(11)连接而成，其中各层带孔活塞板(10)水平设置，相邻层带孔活塞板(10)之间通过弹簧(11)连接，弹簧(11)模拟土骨架，活塞上的小孔模拟土体孔，小孔的疏密用来模拟土体的孔隙比。

4.根据权利要求3所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的弹簧(11)每层设置不同的劲度系数，模拟分层土体不同的弹性模量。

5.根据权利要求3所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的弹簧-活塞装置的带孔活塞板(10)上设有活塞孔旋转开关(15)，带孔活塞板(10)由两层孔隙分布相同但厚度较薄的带孔活塞板叠加构成，通过扭动活塞孔旋转开关(15)来控制上下层孔隙重合部分的大小来调节孔隙大小。

6.根据权利要求5所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的加载装置包括加载托盘(3)、支撑连杆(4)和钢管(5)，所述的加载托盘(3)通过支撑连杆(4)固定在顶层带孔活塞板(10)上，钢管(5)穿过加载托盘(3)中心并与顶层带孔活塞板(10)接触。

7.根据权利要求6所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的加载托盘(3)上放置加载砝码(14)，对弹簧-活塞装置施加荷载。

8.根据权利要求7所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的加载砝码(14)由两片对称的薄钢板拼接而成，与加载托盘(3)形状相匹配，中间留有与钢管(5)匹配的圆孔，用于加载砝码(14)的定位。

9.根据权利要求1所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的给排水装置为改进型的虹吸管，所述的虹吸管由软管(6)、气腔(7)和水流控制阀(8)组成，所述的软管(6)的一端从钢管(5)中插入至弹簧-活塞装置的上表面，另一端连接水龙头给盛水容器输水或气腔(7)，所述的气腔(7)与收集容器(2)管接，管路上设置水流控制阀(8)。

10.根据权利要求1所述的一种分层饱和土渗流固结模拟装置，其特征在于，所述的测量装置包括多根测压管(9)，所述的测压管(9)固定在盛水容器(1)外壁，测压管(9)的测量点分别设置在每层弹簧-活塞装置中弹簧(11)的中间高度，测量由于施加荷载产生超静孔隙压力。