[发明专利]一种海底软黏土固结试验方法

说明书

本发明提供一种海底软黏土固结试验方法，包括选取用于容纳黏土的密封固结土槽，泥浆收集罐以及对泥浆收集罐抽真空的真空泵；将待固结的黏土利用搅拌装置先搅拌成均匀的悬浊液，再置入固结土槽中，启动真空泵对泥浆收集罐抽真空，使气体和水在负压下排出至泥浆收集罐中；停止真空泵，排出泥浆收集罐中的水和气体，再次进行真空抽取，使固结土槽内产生负压，在内部负压和隔板的按压下使黏土的固结强度达到预定目的，关闭真空泵完成此次试验。本发明可以实现黏土在固结土槽中的快速均匀固结，且可排出土体中的气泡，提高土体固结强度。通过负压方式可将黏土中的气泡及水的快速排出，制作的固结黏土具有较高的强度和固结度。

技术领域

本发明涉及深海地基固结领域，特别是涉及一种能够均匀快速固结海底软黏土的真空排水固结试验方法。

背景技术

在深海结构领域的研究中，有不少问题与海床强度有关，例如钢悬链立管触地段的海床扰动机理，海底管道走管现象，海底管道屈曲压溃机理，海床断层与管道的相互作用研究等等，研究前述现象都需要稳定可靠的土体环境来进行缩尺比试验，以便通过宏观的测量并结合理论推导得出解决方法。

其中，对于实验室所需小尺寸实验槽，土体强度的不均匀性会严重影响试验结果的准确性和可靠性，是一个影响实验结果的重要的影响因素，但目前少有能够快速并均匀固结土体的实验装置和系统，大部分室内土体试验槽采用自然排水固结或真空预压排水固结。

以目前对地基处理的真空预压排水固结法为例，其优点在于处理时间短，费用低等，适用于大型地基处理现场使用，但是在真空预压排水固结法的应用中，竖向排水体会形成压密层、倒锥体和土桩，部分受压过大的部分会出现淤堵的情况，导致土体固结不均匀。

因此，需要开发一种试验方法使试验土体能够快速均匀固结，进而在缩短试验周期的同时，确保试验的准确性和可靠性，为现场施工提供可靠的依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够均匀快速固结海底软黏土的真空排水固结试验方法。

具体地，本发明提供一种海底软黏土固结试验方法，包括如下步骤：

步骤100，选取用于容纳黏土的密封固结土槽，和通过管路吸取固结土槽中水和气体的泥浆收集罐，以及对泥浆收集罐抽真空的真空泵，在固结土槽的底部设置有集水舱，顶部设置有由真空袋和活动隔板隔成的集气舱；

步骤200，将待固结的黏土利用搅拌装置先搅拌成均匀的悬浊液，再置入固结土槽中后进行密封，启动真空泵对泥浆收集罐抽真空，使固结土槽中集气舱和集水舱中的气体和水在负压下排出至泥浆收集罐中；

步骤300，在集水舱中无水时停止真空泵，打开泥浆收集罐排出内部的水和气体，再次关闭泥浆收集罐并打开真空泵进行真空抽取，使固结土槽内产生负压，隔板在负压下向下按压黏土，同时真空袋在负压下向隔板施加压力，进一步增加隔板的按压力；

步骤400，在内部负压和隔板的按压下，黏土中的水和气体被挤压出来，再通过管路排出至泥浆收集罐中，直至黏土的固结强度达到预定目的，关闭真空泵完成此次试验。

本发明可以实现黏土在固结土槽中的快速均匀固结，且可排出土体中的气泡，提高土体固结强度。通过两次真空操作，可将黏土中先期沉淀的水和气体排出，防止影响黏土的固结过程。整个黏土固结过程中不干涉黏土形状，使制备的土体完整度高，土体固结强度均匀，适用于实验室制备较大的试验土槽。通过负压方式可将黏土中的气泡及水的快速排出，制作的固结黏土具有较高的强度和固结度。将固结土槽与泥浆收集罐相连，在不影响黏土排水排气的情况下，实现快速固液分离，并利用真空原理降低水的沸点，加快土体中水的蒸发，快速均匀的降低试验槽中黏土含水率。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的试验方法的步骤示意图；

图2是本发明一个实施方式的实验装置结构示意图；