[发明专利]一种大尺寸黏土高压固结的试验装置

权利要求书

1.一种大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：包括顶板（1）、压头（2）、四根支撑杆（3）、大尺寸高压固结仪（4）、底座（5）、大位移滑轮组（6）、小位移滑轮组（7）、底板（8），所述支撑杆（3）连接顶板（1）、底板（8）；

所述压头（2）设置在支撑杆（3）上，所述压头（2）下部设置有调节压头（2）高度的调节螺栓（9），所述压头（2）上设置有防止压头（2）发生侧向偏斜的与支撑杆（3）相对应的四个直线轴承（11），所述底板（8）上设置有与压头（2）相对应的底座（5），所述底座（5）上对应设置有大尺寸高压固结仪（4），所述大尺寸高压固结仪（4）包括高压固结仪上盖（4-1）、高压固结仪侧壁（4-2）、高压固结仪下盖（4-3），其中高压固结仪上盖（4-1）、高压固结仪下盖（4-3）上布置若干组土压力传感器（13-1）和弯曲元件（13-3），高压固结仪侧壁（4-2）中部布置若干组土压力传感器（13-1）、孔隙水压力传感器（13-2）和弯曲元件（13-3）；大尺寸高压固结仪（4）内侧壁设置有复合减阻装置；

所述顶板（1）与压头（2）之间设置有多组大位移滑轮组（6）、小位移滑轮组（7），其中大位移滑轮组（6）、小位移滑轮组（7）间隔设置，所述高压固结仪（4）通过悬吊装置（12）与顶板（1）连接，所述大位移滑轮组（6）、小位移滑轮组（7）通过钢丝绳连接有配重盘（10）；

高压固结仪（4）通过悬吊装置（12）与顶板（1）连接，悬吊装置（12）包括定滑轮（12-1）、悬吊钢丝绳（12-2）、第三加载盘（12-3），其中定滑轮（12-1）设置在顶板（1）上，定滑轮（12-1）通过悬吊钢丝绳（12-2）与大尺寸高压固结仪（4）的大尺寸高压固结室（12-3）连接，悬吊钢丝绳（12-2）连接有与大尺寸高压固结仪（4）相对应的第三加载盘（12-3），根据土样和大尺寸高压固结仪（4）的总体重量，在第三加载盘（12-4）上进行砝码配重，使固结仪侧壁（4-2）处于悬浮状态。

2.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：使用时对多组大位移滑轮组（6）进行对称加载，利用土压力传感器（13-1）、孔隙水压力传感器（13-2）对土压力和孔隙水压进行实时测量，当需要获得土样剪切模量时，利用弯曲元件（13-3）进行相应测量，当土样位到达一定位移量后，使用钢丝将四个动滑轮装置（7-1）与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连，同时对（8）组小位移滑轮组（7）进行对称加载，同样利用土压力传感器（13-1）、孔隙水压力传感器（13-2）对土压和孔隙水压实时测量，当需要获得土样剪切模量时，利用弯曲元件（13-3）进行相应测量，其中大尺寸高压固结仪直径达30cm，以一定量的配重可以满足最大竖向压力达20MPa的高压需求以及逐级加载的需求，其优势在于能够提供长期稳定的高压压力源，具有适用于黏土固结位移量值较大的特点。

3.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：所述复合减阻装置包括用于加持土样的环形夹（14-1），土样外侧和高压固结仪侧壁（4-2）内均设有乳胶膜（14-2），两侧乳胶膜（14-2）之间设有润滑剂（14-3）。

4.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：所述大位移滑轮组（6）、小位移滑轮组（7）各8套，沿环向均匀交叉布置在底座（5）上，通过钢丝绳与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连接。

5.根据权利要求4所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：所述大位移滑轮组（6）包括三个动滑轮装置（6-1），所述三个动滑轮装置（6-1）通过第一连接钢丝绳（6-2）与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连接；所述小位移滑轮组（7）包括四个动滑轮装置（7-1），所述四个动滑轮装置（7-1）通过第二连接钢丝绳（7-2）与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连接；大位移滑轮组（6）中三个动滑轮装置（6-1）使用钢丝与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连，能够适应加载后压力较小、固结位移增量较大的特点；小位移滑轮组（7）中四个动滑轮装置（7-1）使用钢丝与顶板（1）、底板（8）及压头（2）相连，能够适应加载后压力较大、固结位移增量较小的特点。

6.根据权利要求5所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置，其特征在于：配重盘（10）包括第一加载盘（6-3）、第二加载盘（7-3），所述第一加载盘（6-3）通过第一连接钢丝绳（6-2）与大位移滑轮组（6）连接，所述大位移滑轮组（6）可以实现将第一加载盘（6-3）上重量放大（15）倍传递到压头上，所述第一加载盘（6-3）位移量与压头（2）位移比为16:1；第二加载盘（7-3）通过第二连接钢丝绳（7-2）与小位移滑轮组（7）连接，所述小位移滑轮组（7）可以实现将第二加载盘（7-3）上重量放大（31）倍传递到压头上，所述第二加载盘（7-3）位移量与压头（2）位移比为31:1。