[发明专利]一种浮动式重塑软黏土的预固结装置及方法

说明书

本发明公开了一种浮动式重塑软黏土的预固结装置及方法，包括支架和套筒；所述支架包括自上而下依次设置的顶板、连杆和底板，顶板和底板均与水平面平行且通过连杆固定，套筒设置在顶板和底板之间；顶板底部固定有定滑轮，套筒上半部分连接有吊绳一端，吊绳另一端穿过定滑轮连接有平衡砝码；底板上设置有下台座，下台座顶面放置有下透水石板，透水石板与套筒内径相同，透水石板和下台座设置有由透水石板低部连通至下台座外部的下管道；套筒底部套在上台座外侧，套筒底部悬空，当套筒内部放置有土样后，土样上方放置有上透水石板，直径与套筒内径相同。减小土样和筒壁的摩擦力，减小了固结筒对土样的扰动，保证了重塑软黏土的均匀性。

技术领域

本发明属于土木工程试验领域，涉及一种浮动式重塑软黏土的预固结装置及方法。

背景技术

软黏土具有高压缩性、低渗透性、高灵敏度等特点，在我国沿海和内陆沿江地区广泛分布。岩土工程中研究饱和软黏土的强度和变形机理需要控制试样的成份、含水率等来保证试样的可比性，原状软黏土空间变异性大，试样均匀程度低，且取样花费代价较高，在实际操作中多采用重塑样进行试验研究。如何制备重塑软黏土试样一直是土工试验中普遍关注的问题。

试样制备方法对试验结果影响显著。现有制备重塑软黏土试样主要采用泥浆固结法。该方法能够模拟海相、湖相等软黏土在初始为泥浆状态下经过自沉降和固结，最后达到接近于饱和状态的过程，可制作与原状样有相似力学性质和土体结构的重塑试样。值得注意的是，采用这种方法制备软黏土试样的压缩变形量很大，在预固结过程中，套筒和土样之间会产生较大的侧壁摩阻力；由于试样在压缩变形过程中需要克服侧壁摩阻力，导致固结后试样的均匀性和结构性有所差异，难以保证试验的可重复性。现有的制样方法几乎都只关注如何加快软黏土的固结速率，尚未有减小预固结过程中侧壁摩阻力影响的有效办法。可见，如何降低预固结过程中的侧壁摩阻力的影响仍是制备重塑软黏土试样亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种浮动式重塑软黏土的预固结装置及方法，减小土样和筒壁的摩擦力，有效的减小了固结筒对土样的扰动，保证了重塑软黏土的均匀性。

一种浮动式重塑软黏土的预固结装置，包括支架和套筒；

所述支架包括自上而下依次设置的顶板、连杆和底板，顶板和底板均与水平面平行且通过连杆固定，套筒设置在顶板和底板之间；

顶板底部固定有定滑轮，套筒上半部分连接有吊绳一端，吊绳另一端穿过定滑轮连接有平衡砝码，平衡砝码与套筒重量相同；

底板上设置有下台座，下台座顶面放置有下透水石板，透水石板与套筒内径相同，透水石板和下台座设置有由透水石板低部连通至下台座外部的下管道；套筒底部套在上台座外侧，套筒底部悬空，当套筒内部放置有土样后，土样上方放置有上透水石板，直径与套筒内径相同。

优选的，下台座侧面设置有限位装置。

优选的，压板上方设置有加载支架，加载支架顶部为平面，用于放置压块，压板采用透水石板，加载支架底部设置有上台座，上台座设置有由上台座设底部连通至套筒上方外部的上管道。

优选的，压板顶部与支撑板底部均设置有O型圈，O型圈外径与套筒内径相同。

优选的，顶板底部固定有位移传感器，位移传感器位于压板正上方，感应头朝向压板。

优选的，下台座和支撑板均与套筒内径相同，支撑板采用透水石板，下管道由下台座顶部连通至下台座外部。

优选的，套筒采用瓣式分体套筒，瓣式分体套筒外侧嵌套有钢箍。

优选的，连杆采用丝杠，顶板和底板均通过紧固螺帽与丝杠连接。

一种重塑软黏土的预固结方法，使用上述任意一项所述的预固结装置，包括以下步骤；