[发明专利]一种软土热固结模型试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种软土热固结模型试验装置及方法，属于岩土工程和地基相关技术领域，本发明可以通过创新性的引入固结主球，其预埋于待试验软土内可以自主吸收水分然后触发气体生成反应，并携带导热石墨粉和固结辅球进入到待试验软土内，导热石墨粉沿待试验软土的孔隙进行扩散从而对其进行全面均匀的加热，固结辅球在磁场作用下向土工布处迁移，固结辅球在迁移过程中不仅可以加速水分的排出，同时在受到不均匀挤压时会释放出生石灰粉，与待试验软土残留的水分反应进行消耗，提供热量辅助热固结的同时反应产物可以对待试验软土进行加强提高固结强度，与现有技术相比，本发明的热固结试验精度更高，效率更快，同时辅助提高待试验软土的热固结效果。

技术领域

本发明涉及岩土工程和地基相关技术领域，更具体地说，涉及一种软土热固结模型试验装置及方法。

背景技术

软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑-流塑状态的黏性土。软土是一类土的总称，并非指某一种特定的土，工程上常将软土细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

我国浙江省和江苏省沿海区域，尤其是在浙江省，沿海区域浅层40m土体大多为淤泥质黏土，这些黏土具有孔隙比大、含水量大、强度低、灵敏度高、结构性强、压缩性高、渗透系数低等特点，且具有高触变性。随着港口物流、滨海旅游等的发展，港口建设等工程建设增多，而沿海区域软土地基不能直接作为建筑物的基础，需进行地基处理。另一方面，航道、江河、湖泊的疏浚淤泥或近海海域的淤泥、粉土和淤泥质粉质粘土常用来进行滨海区域滩涂吹填，吹填软黏土作为欠固结土同样需要进行地基处理。目前关于软黏土的地基处理方法中，常采用排水固结法，且此种方法对吹填软黏土的处理具有很好的效果。

排水固结法是软黏土中打设塑料排水板或砂井，表层铺设砂垫层，使之形成径向和竖向排水通道；而后通过堆载预压或者真空抽气形成负压的方法，施加固结压力；最后软黏土经过固结排水，抗剪强度和地基承载力提高。鉴于吹填软黏土高含水率等性质，日本部分学者认为，对于吹填软基的处理不应仅限于吹填土填筑之后，如果能在吹填过程中采用一些有利于固结的措施，则会获得更好的加固效果和经济效果。而温度作为影响土体性质的一个因素，在温度升高后会提高软黏土的表观渗透系数，使得软黏土的固结系数增大，达到加快土体固结的效果。

而目前对于软黏土热固结效应的研究大多数基于单元试验，对于软黏土在模型尺度的热固结效应研究开展较少，因此，建立软黏土热固结效应研究的室内模型试验装置，能够顺利开展室内模型试验研究，相对于单元试验更加可靠和精确，且具有重要的工程意义。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种软土热固结模型试验装置及方法，可以通过创新性的引入固结主球，其预埋于待试验软土内可以自主吸收水分然后与内部的触发层进行配合，触发气体生成反应，然后携带导热石墨粉和固结辅球进入到待试验软土内，导热石墨粉沿待试验软土的孔隙进行扩散从而对其进行全面均匀的加热，从而提高待试验软土的热固结效果，固结辅球在磁场作用下向土工布处迁移，固结辅球在迁移过程中不仅可以加速水分的排出，同时在受到不均匀挤压时会释放出生石灰粉，与待试验软土残留的水分反应进行消耗，提供热量辅助热固结的同时反应产物可以对待试验软土进行加强提高固结强度，与现有技术相比，本发明的热固结试验精度更高，效率更快，同时辅助提高待试验软土的热固结效果，具有重要的工程意义。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。