[发明专利]一种用于饱和弹塑性土体的变载荷固结试验装置

说明书

本发明公开了一种用于饱和弹塑性土体的变载荷固结试验装置，包括侧限柱，和载荷加载单元、供水单元，检测单元；所述的载荷加载单元包括从上到下依次连接的传动柱、沉降梁、沉降刚性柱和总沉降板，还包括若干个连接到总沉降板上的接触沉降板，所述的接触沉降板与土层相接触，还包括与传动杆相连的电机；所述的检测单元包括荷载压力传感器、位移传感器、孔隙水荷载压力传感器，所述的荷载压力传感器安装于所述的沉降梁和所述的沉降刚性柱之间，每一个所述的接触沉降板上设置了所述的位移传感器，包括若干个所述的孔隙水荷载压力传感器沿着所述的侧限柱侧壁从上之下纵向排布。本发明能够提高对非均质土层的土体变形量、孔隙水压力等参数的测量。

技术领域

本发明属于地下水土层结构研究领域，具体涉及一种用于饱和弹塑性土体的变载荷固结试验装置。

背景技术

饱和弹塑性土体在外荷载作用或者抽取孔隙水的情况下，会产生沉降变形。对于饱和土体，当施加一个外部荷载作用时，孔隙水逐渐排出，根据有效应力原理，土体中应力由孔隙水压力和有效应力组成，随着孔隙水的减少，孔隙水压力逐步由土体骨架的有效应力承担，最终产生土体的沉降变形。

通过室内固结试验测定土体固结相关参数时，传统的固结装置以及分析方法都忽略了参数的非均质性，这使得计算结果与试验数据具有较大的偏差。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于饱和弹塑性土体的变载荷固结试验装置。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于饱和弹塑性土体的变载荷固结试验装置，包括侧限柱，和加载在侧限柱上的载荷加载单元和供水单元，还包括检测单元；所述的载荷加载单元包括从上到下依次连接的传动柱、沉降梁、沉降刚性柱和总沉降板，还包括若干个连接到总沉降板上的接触沉降板，所述的接触沉降板与土层相接触，还包括与传动杆相连的电机；所述的检测单元包括荷载压力传感器、位移传感器、孔隙水荷载压力传感器，所述的荷载压力传感器安装于所述的沉降梁和所述的沉降刚性柱之间，每一个所述的接触沉降板上设置了所述的位移传感器，包括若干个所述的孔隙水荷载压力传感器沿着所述的侧限柱侧壁从上之下纵向排布。

作为本发明的进一步改进，所述的传动柱与所述的沉降刚性柱共线设置，所述的沉降梁与所述的传动柱呈T字型垂直固定，所述的沉降刚性柱的底端与所述的总沉降板垂直固定；所述的沉降梁在所述传动柱的作用下向下作用于所述的沉降刚性柱推动所述的总沉降板向下运动。

作为本发明的进一步改进，所述的接触沉降板可相对于总沉降板在垂直方向上调节高度。

作为本发明的进一步改进，所述的侧限柱的侧壁设有传感器预留口，所述的孔隙水荷载压力传感器放置在所述的传感器预留口中。

作为本发明的进一步改进，所述的侧限柱内部从上至下填充不同结构的土体，所述的接触沉降板与每一层土体的上表面接触。

作为本发明的进一步改进，所述的侧限柱的两端还设置了密封机构，包括位于上端的上密封盘和位于底部的下密封盘。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在所述侧限柱的内部的反滤层，所述的反滤层铺设在被测试土体的上下两端，在所述反滤层的外层还包裹了一层尼龙网。

作为本发明的进一步改进，在所述侧限柱的侧壁上的最上端设置了至少一个进水口，沿着所述的侧限柱侧壁的纵向方向从下到上布置了若干个排水口，还包括设置在最上端排水口和进水口之间的溢流口。

作为本发明的进一步改进，包括数目相等的所述的排水口与所述的孔隙水荷载压力传感器，所述的排水口与所述的孔隙水荷载压力传感器一对一的设置在同一高度。

作为本发明的进一步改进，在所述侧限柱的底部还设置了总排水口，所述的检测单元还包括与所述的总排水口相连的水量记录天平。

本发明的有益效果：