[发明专利]共振法加固液化土模型试验装置及试验方法

权利要求书

1.共振法加固液化土模型试验装置，其特征在于包括模型槽、激振系统、起吊系统及量测系统；

所述模型槽呈顶部开口、四周和底部密封固定的空心体形状，所述模型槽至少有一面是透明的，所述模型槽的侧壁设置有若干个水龙头，所述模型槽内设置有一根或若干根竖木杆；

所述激振系统包括振动机和十字振动翼，所述振动机驱动十字振动翼上下振动，所述十字振动翼悬于模型槽的中心上方，所述十字振动翼的横截面为十字形；

所述起吊系统包括提升机，起吊系统用来起吊激振系统；

所述量测系统包括孔隙水压力器、土压力传感器、加速度传感器和数据采集仪，所述孔隙水压力器、土压力传感器、加速度传感器均与竖木杆固定，孔隙水压力器、土压力传感器、加速度传感器分别通过各自的数据传输线与数据采集仪连接，所述数据采集仪位于模型槽外部，每根竖木杆配有一个数据采集仪。

2.根据权利要求1所述的共振法加固液化土模型试验装置，其特征在于所述十字振动翼的四条直翼边设有连续的凸形半圆齿，十字振动翼的底端设有尖刺齿。

3.根据权利要求2所述的共振法加固液化土模型试验装置，其特征在于所述模型槽呈顶部开口的空心长方体形状，模型槽的一组相对边由透明材质制得。

4.根据权利要求3所述的共振法加固液化土模型试验装置，其特征在于所述水龙头呈一排或一排以上布置。

5.共振法加固液化土模型试验方法，其特征在于所述包括以下操作步骤：

步骤（a）：制备重塑液化土：将待加固液化土放入搅拌机内搅拌，在搅拌的过程中慢慢加水，直到达到试验具体要求的土样含水量；

步骤（b）：模型槽预处理：在模型槽内表面涂抹一层凡士林，在模型槽内预先注入水，直到水完全覆盖住模型槽底部；

步骤（c）：布置竖木杆：在模型槽内布置一根或一根以上竖木杆，每根竖木杆均固定有已预先经过浸泡饱和的孔隙水压力传感器、土压力传感器和加速度传感器，孔隙水压力传感器、土压力传感器、加速度传感器各自的数据传输线均沿竖木杆引导与数据采集仪连接，数据采集仪位于模型槽外部，每根竖木杆配有一个数据采集仪；

步骤（d）：填筑重塑液化土：将步骤（a）制得的重塑液化土分层填筑到模型槽内填入，制得土样，，使得孔隙水压力传感器、土压力传感器和加速度传感器位于土样中，数据采集仪位于土样外；

步骤（e）：触探试验：待步骤（d）完成后，在土样相应位置做轻型圆锥动力触探试验，并用直尺测定土表面标高；

步骤（f）：振动试验：在土样表面布置梅花型振点，采用激振系统按布置的梅花型振点对土样施加振动荷载，每个振点振动结束后量测振孔处的土层沉降规律，等待超孔隙水压消散完毕后进行下一个点的振动；振动过程中，通过录像、拍照观察和记录土颗粒、水的运移规律，同时采集土压力，孔隙水压力和加速度的变化数据；

步骤（g）：振动结束后，用直尺测定土表面标高，并在相应位置做轻型圆锥动力触探试验。

6.根据权利要求5所述的共振法加固液化土模型试验方法，其特征在于所述竖木杆有三根，且呈等边三角形布置。

7.根据权利要求5所述的共振法加固液化土模型试验方法，其特征在于所述步骤（d）中在重塑液化土填筑过程中，为了后续便于观察土颗粒的运移规律以及土体的沉降，沿竖向方向间隔设定的距离，在透明的侧面布置一层颜色土，该颜色土的颜色与重塑液化土的颜色不同。

8.根据权利要求5所述的共振法加固液化土模型试验方法，其特征在于所述步骤（f）中振动过程分为振杆下沉、留振和振杆上拔三个阶段，观察和记录每个阶段的土颗粒、水的运移规律，同时采集土压力，孔隙水压力和加速度的变化数据。