[发明专利]一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，包括环形结构的护环(11)，护环(11)内设置有实验用土样(7)，护环(11)上部设置有活塞(8)，活塞(8)上部设置有位移计导杆(9)，护环(11)的外部一侧设置有位移计架(10)，位移计架(10)的水平段悬空设置在位移计导杆(9)的上部，通过位移计导杆(9)能够测量土样(7)的变形量，护环(11)的下部套装有下护环(6)，护环(11)的上部通过管道与储水杯(2)连接，下护环(6)通过管道分别与孔压装置和储水杯(2)连接，用于观测固结试验的孔隙水压变化规律和出水量。

2.根据权利要求1所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，土样(7)上部与活塞(8)之间从下至上依次设置有上部滤纸(51)和上部透水石(41)，上部透水石(41)与收集管(1)的一端连接，收集管(1)的另一端与储水杯(2)连接，且储水杯(2)上设置有刻度。

3.根据权利要求1或2所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，活塞(8)通过O型结构的橡胶圈(12)与护环(11)连接。

4.根据权利要求3所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，活塞(8)为帽型加压活塞，并在活塞(8)的活塞壁上设置有黄油。

5.根据权利要求1所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，下护环(6)内设置有下部滤纸(52)，下部滤纸(52)位于土样(7)的下部，下部滤纸(52)下部设置有下部透水石(42)，下部透水石(42)上设置有若干凹槽，用于实验中排水。

6.根据权利要求5所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置，其特征在于，下部透水石(42)与连接导管(3)的一端连接，连接导管(3)的另一端经过三通阀(13)分别与孔压装置和储水杯(2)。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述可多实验控制条件的渗透固结实验装置的使用方法，其特征在于，首先通过环刀切取原状土样，保持土层受压方向与天然土层受压方向一致，去除杂质后将土样修成大于环刀的土柱，然后修去上下两端余土，再修平土样两端表面，制成土样(7)；

然后将下部透水石(42)和下部滤纸(52)依次放入实验装置的底部，将下护环(6)按压嵌合在下部透水石(42)和下部滤纸(52)中，放入步骤S1制作好的土样(7)，而后加护环(11)，在土样(7)上部放入上部滤纸(51)和上部透水石(41)，将活塞(8)的活塞壁上涂抹黄油，然后套装橡胶圈(12)后安装在护环(11)上，在活塞(8)的顶部安装位移计导杆(9)，将安装好的实验装置放在加压框架上，对准加压框架正中，装上百分量表，上部透水石(41)通过收集管(1)与储水杯(2)连接，下部透水石(42)通过连接导管(3)连接三通阀(13)后分别与孔压装置和储水杯(2)；最后分别进行固结试验和渗透实验。

8.根据权利要求7所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置的使用方法，其特征在于，步骤S2中百分量表的可伸长距离不大于8mm。

9.根据权利要求7所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置的使用方法，其特征在于，步骤S3中固结试验具体为：

S3011、若进行单面排水的固结试验，则关闭三通阀，若进行双面排水则打开三通阀；

S3012、依据土样试验要求，分级加载并记录荷载Pi，在加荷的同时开动秒表，记录表读数，加荷后按时间顺序记录表读数，选择10～15分钟为一级，而后将所对应的百分表的读数Hi记录填表；

S3013、观察记录孔压装置的孔隙水压的变化数据；观察在渗流固结试验中孔隙水压的变化规律；

S3014、根据密度ρ，比重Gs，试验前孔隙比e0，颗粒净高hs，试验前土样高度h0计算土样的压缩特性指标；

S3015、依据上述数据得出外荷载的情况下土样的渗透特性与同荷载条件下固结特性记两者比较关系。

10.根据权利要求7所述的一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置的使用方法，其特征在于，步骤S3中渗透实验具体为：

试验时，土样截面为A，高度为h0的饱和土样，使用收集管连接水龙头，使水自上而下流经土样，并自下部经连接导管排出；

待上透水石到下透水石距离差△h和下出水口的渗出流量Q稳定后，读出经过一定时间t下出水口的水量体积V进而得出渗透系数k。