[发明专利]一种带水腔的土体渗透固结装置及其使用方法

说明书

本发明是一种带水腔的土体渗透固结装置及其使用方法，装置包括底座和试验筒，试验筒内设有上隔板和下隔板，上隔板和下隔板之间形成土样室，下隔板与底座之间形成水腔，下隔板与底座之间设有环形支撑，环形支撑的两侧壁上贯穿有通孔，试验筒左右两侧壁上贯穿有水口和信号线口，环形支撑内部设有孔隙水压计，上隔板上设有加载板，加载板底部设有圆坑透水槽和环形透水槽，环形透水槽、圆坑透水槽之间设有连通通道，加载板顶部与环形透水槽之间贯穿有加载板水口，上隔板从上到下依次设有透水板、透水石和滤纸，下隔板从上到下依次设有滤纸、透水石和透水板，透水板上贯穿有透水孔。本发明可以被应用于进行常规渗透试验、固结中渗透试验或固结试验。

技术领域

本发明涉及土体渗透和固结试验用设备的领域，尤其涉及一种带水腔的土体渗透固结装置及其使用方法。

背景技术

当前吹填造陆工程中越来越多的遇到超软土的加固难题。超软土主要指淤泥性土中的流泥和浮泥，相对于一般软土而言，其含水率更高，强度更低，故称为超软土。

超软土的形成原因主要如下：首先，随着吹填造陆工程的增多，环境保护的日益严格，利用港池和航道疏浚土进行吹填造陆时，吹填土料一般来讲颗粒很细，而极细颗粒又禁止外抛，很容易形成超软土；其次，对一个大的吹填池而言，由于水力分选的原因，吹填造陆时常常在局部形成一定厚度的超软土。

现在各方对吹填造陆工程的工期要求越来越高，常常吹填完毕后即希望能进行加固。新吹填的土料含水率很高、强度很低，为超软土。超软土往往具有细颗粒、高塑性、高含水率等特性。在超软土的相关的研究中，加固技术的研究已经较多，而且取得了比较明显的成果，部分技术已经在实际工程中取得了很好的效益。

相对于施工技术，理论研究和计算方法的研究还相对滞后，主要表现为对超软土的固结机理、固结过程和最终沉降量的认识和研究的不足，这也在相当程度上影响了施工技术的进一步发展。超软土固结过程中，各种土性指标如固结系数、渗透系数等会发生显著变化，这与普通软土有很大的不同。若不掌握这种变化规律，则无法对超软土的固结过程进行比较准确的预测。

固结过程中土性指标的变化规律，不同的研究给出了不同的结果，这些结果均基于不同的手段得到，结果的差异性较大，有的甚至连变化的趋势都是相反的，这无疑加大了现实工程中工程师选择合理的土性参数难度。分析出现这种现象的原因，除土性复杂外，数据来源的局限性也是其中重要的原因。因此，研发能测量超软土固结过程中的渗透和固结系数的试验装置，分析固结过程中土性的变化，对超软土的研究十分必要。

发明内容

本发明旨在研发能测量超软土固结过程中的渗透和固结系数的试验装置，分析固结过程中土性的变化，而提供一种带水腔的土体渗透固结装置及其使用方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种带水腔的土体渗透固结装置，包括底座和固定在底座上表面的试验筒，所述试验筒的横断面从上到下恒定，所述试验筒内设有水平的上隔板和下隔板，所述上隔板位于所述下隔板上方且上隔板和下隔板之间形成土样室，所述土样室用于放置待测土样，所述下隔板与底座之间形成水腔，所述下隔板与底座之间设有环形支撑，所述环形支撑与所述试验筒同心设置，所述环形支撑的左右两侧壁上对称贯穿有通孔，所述试验筒的左侧壁上贯穿有与左侧的通孔对应的水口且右侧壁上贯穿有与右侧的通孔对应的信号线口，所述环形支撑内部设有孔隙水压计，所述孔隙水压计的线缆依次穿过环形支撑右侧的通孔、信号线口并连有显示装置，所述信号线口内设有密封胶垫，所述上隔板上设有加载板，所述加载板底部设有圆坑透水槽和环形透水槽，所述圆坑透水槽位于加载板底部中间位置，所述环形透水槽与所述圆坑透水槽同心设置且环形透水槽、圆坑透水槽之间设有若干个连通通道，所述加载板顶部与环形透水槽之间贯穿有若干个加载板水口，所述上隔板包括从上到下依次设置的透水板、透水石和滤纸，所述下隔板包括从上到下依次设置的滤纸、透水石和透水板，所述透水板上贯穿有若干个透水孔，上隔板的透水孔的位置与圆坑透水槽、环形透水槽的位置相对应，所述加载板顶部中间位置设有安装孔。