[发明专利]一种固结渗透试验装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种固结渗透试验装置及其操作方法，属于土工试验领域。主要包括渗透固结仪、压力传感器、百分表、加载装置、注射泵、孔压传感器和计算机。渗透固结仪由底座、套筒、密封橡胶圈、上盖、气缸活塞构成，通过加载装置对土样加压，使其固结；土样固结完成后，保持加载恒定，对土样进行渗透试验，通过孔压传感器测出水压大小，通过计算机调节注射泵提供稳定水压。本装置实现试验过程中数据自动化测量，借助气缸活塞降低装置内部的摩擦力，在固结完成后，直接进行渗透试验，避免土样再次扰动，该装置操作方便、且试验结果较好。

技术领域

本发明涉及土工试验研究领域，特别涉及一种固结渗透试验装置及其操作方法。

背景技术

在饱和黏性土地区进行基础工程施工时，地基或路基常常出现较大的沉降。为了研究及控制地基或路基的沉降，需要研究饱和黏性土地区的地基土或路基土的固结特性和渗透特性。传统的方法是使用固结仪进行固结试验，研究土体的固结特性，使用渗透仪进行渗透试验来研究土体的渗透特性，而常规的渗透试验并不能反映土样在不同固结压力下的渗透性，但是不同固结压力下土样的渗透性是不同的，将固结试验与渗流试验单独做，使用的土样并不是同一个，并且保证两个土样结构性相同并不容易，最终导致试验结果仍然与实际情况存在较大误差，并且现有的固结试验和渗透试验往往采用人工读数，难免会产生较大的读数误差，因此，亟待对现有装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种固结渗透试验装置及其操作方法。

本发明提供的固结渗透试验装置，主要包括渗透固结仪、压力传感器、百分表、加载装置、抽滤瓶、天平、注射泵、集水瓶、孔压传感器和计算机；渗透固结仪由底座、套筒、上密封橡胶圈、下密封橡胶圈、上盖、气缸活塞组成；所述底座中间凸起，凸起部分直径等于所述的套筒内径，底座周边依次设有密封橡胶圈固定槽、两个螺钉孔和两个螺杆孔，且此处螺钉孔和螺杆孔都为内螺纹孔，底座设有进水孔；所述的气缸活塞主要由传力杆、气缸、密封橡胶套和气缸底座构成；所述的套筒下部带裙边，裙边上设有螺钉孔；所述的上盖设有排气孔、排水孔、密封橡胶圈固定槽和螺杆孔；所述的套筒内部由下至上依次为下透水石、下滤纸、土样、上滤纸、上透水石和试样帽；所述的试样帽上设有承压槽和透水孔；所述的传力杆底部连接压力传感器，压力传感器底部与所述的承压槽相吻合；所述的集水瓶的上端与安装后套筒的上端平齐；所述的注射泵为活塞推进式，注射泵通过注射管与底座上的进水孔相连，注射管上分出两个支管分别连接孔压传感器和集水瓶；注射泵、孔压传感器、天平、百分表分别通过注射泵数据线、孔压数据线、水量数据线和位移数据线与计算机相连接，压力传感器通过压力数据线与配套的压力测量仪相连；所述的加载装置由固定在台座上的支撑杆、与支撑杆铰连的杠杆、砝码盘组成。所述的固结渗透试验装置的操作方法，包括下述的操作步骤：

步骤1: 准备1个环刀，内表面涂抹一层凡士林，用环刀从已经重塑的土块上取土样；

步骤2: 将带环刀的土样放入真空缸中，在真空缸和真空缸的盖之间涂一薄层凡士林，盖紧，使用抽气机对真空缸抽气，使压力表读数接近一个大气压，继续抽气1个小时，然后通过真空缸上的注水管缓慢注水，完全浸泡土样，关闭抽气机，缸内压力保持稳定，静置10小时；

步骤3: 将台座放置在平整的试验台面上，将底座放置在台座上，在套筒内壁涂一层凡士林，将上密封橡胶圈和下密封橡胶圈分别放入套筒的上固定槽和下固定槽，用螺钉穿过套筒螺钉孔，连接底座螺钉孔，然后拧紧，保证底座与套筒紧密连接；在套筒底部依次放入下透水石和下滤纸，关闭注射管上的阀门和连接孔压传感器水管上的阀门，通过套筒上口向套筒中注满蒸馏水；

步骤4：打开与孔压传感器相连接水管上的阀门，当有水从该水管的顶部连续冒出后，安装孔压传感器；

步骤5：通过套筒口向套筒内补满水，打开注射管上的阀门和补水管上的阀门，排出管内空气，关闭补水管上的阀门，向集水瓶加满水，将带有土样的环刀对准套筒上口，将土样推入套筒内,在土样上表面依次放入上滤纸和上透水石及试样帽；