[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

说明书

本发明公开了一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置及使用方法，包括环形结构的护环，护环内设置有实验用土样，护环上部设置有活塞，活塞上部设置有位移计导杆，护环的外部一侧设置有位移计架，位移计架的水平段悬空设置在位移计导杆的上部，通过位移计导杆测量土样的变形量，护环的下部套装有下护环，护环的上部通过管道与储水杯连接，下护环通过管道分别与孔压装置和储水杯连接，用于观测固结试验的孔隙水压变化规律和出水量。本发明解决了现有技术中存在的多次制作土样转换仪器的繁琐性，实验条件单一，排水体积不准确等问题。

技术领域

本发明属于土力学试验装置技术领域，具体涉及一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置及使用方法。

背景技术

现有技术中进行土样渗透试验主要仪器为《土工试验方法标准》中所述的“常水头渗透试验”中的常水头渗透仪和“变水头渗透试验”中的变水头渗透仪。上述仪器仅能进行单纯的渗透试验，但无法定量并均匀施加固结压力，因此很难精确得到孔隙比，导致试验数据不准确。现有技术中进行固结试验的仪器为压缩试验仪，加压条件一般采秤砣式或杠杆式，此仪器仅进行单一土样的双面排水条件下的部分压缩特性，并且无法控制排水条件得不到准确的排水量，更没有直观连续的客观观察数据表征实验过程中的孔隙水压力变化，内部滤纸与透水石嵌合不够紧密。并且在工程应用中常需要同时应用土的渗透特性和固结特性，但现有的渗透实验装置仅可以测试渗透特性，而现有的固结装置仅能测试部分固结特性，故需要二次制作土样试验固结特性，增加了实验的繁琐性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置及使用方法，解决了现有技术中存在的多次制作土样转换仪器的繁琐性，实验条件单一，排水体积不准确等问题。

本发明采用以下技术方案：

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

具体的，土样上部与活塞之间从下至上依次设置有上部滤纸和上部透水石，上部透水石与收集管的一端连接，收集管的另一端与储水杯连接，且储水杯上设置有刻度。

进一步的，活塞通过O型结构的橡胶圈与护环连接。

进一步的，活塞为帽型加压活塞，并在活塞的活塞壁上设置有黄油。

具体的，下护环内设置有下部滤纸，下部滤纸位于土样的下部，下部滤纸下部设置有下部透水石，下部透水石上设置有若干凹槽，用于实验中排水。

进一步的，下部透水石与连接导管的一端连接，连接导管的另一端经过三通阀分别与孔压装置和储水杯。

一种可多实验控制条件的渗透固结实验装置的使用方法，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；

然后将下部透水石和下部滤纸依次放入实验装置的底部，将下护环按压嵌合在下部透水石和下部滤纸中，放入步骤S1制作好的土样，而后加护环，在土样上部放入上部滤纸和上部透水石，将活塞的活塞壁上涂抹黄油，然后套装橡胶圈后安装在护环上，在活塞的顶部安装位移计导杆，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，上部透水石通过收集管与储水杯连接，下部透水石通过连接导管连接三通阀后分别与孔压装置和储水杯；最后分别进行固结试验和渗透实验。

具体的，步骤S2中百分量表的可伸长距离不大于8mm。

具体的，步骤S3中固结试验具体为：