[发明专利]一种流塑状态土的渗流固结土样制备装置

说明书

本发明公开了一种流塑状态土的渗流固结土样制备装置，包括带渗水孔的刚性底座、圆筒；圆筒的底部于刚性底座上设有渗水石，圆筒的上部设有可在圆筒内上下移动的不透水挡板，在不透水挡板和渗水石之间填充有流塑状态土样；圆筒内于不透水挡板上设有加载重物，用于将流塑状态土样均匀挤压变形，流塑状态土样在被压缩过程中，水分通过刚性底座的渗水孔及时排出。本发明结构简单，操作方便，成本较低，时效性好，可以根据要求制取不同尺寸的土样，可以对土样进行固结排水，对土进行低压固结试验测试土的固结参数；并保证制取的土样尽量接近原状土所处的实际环境，减少了扰动对土的结构的影响，使得对土的物化性质以及强度测定更具真实性。

技术领域

本发明涉及土样制备装置的技术领域，尤其涉及一种流塑状态土的渗流固结土样制备装置，适用于对在水下沉降流塑状态土制取土样。

背景技术

随着经济的发展，对矿产品的需求大幅度增加，矿业开发规模也越来越大，产生的尾矿数量随之增加，为了满足矿产品的日益增加的需求，选矿规模也日益增大，从而产生的尾矿的数量也急剧增加，尾矿的大量堆积，产生很多环境、经济以及安全性问题。随着尾矿以及工业废渣越堆越高，造成尾矿库成为一个高势能的人造泥石流的危险源，存在溃坝的危险，而且会造成其中的有害成分排放，破坏农田，淤塞河道等环境问题，所以对尾矿的化学以及力学性质研究尤为重要。

尾矿是由固、液、气三相组成的复杂多孔介质，各相状态及其相互作用对尾矿的物化性质及土体强度都有重要影响，尾矿排到尾矿库以后，尾矿经水力充填沉降，逐年加高形成尾矿坝，但是尾矿成分中各部分沉降时间相差较大，各部分的固结度、密度、应力场也不尽相同。

当前对尾矿的物化性质的以及强度的研究都是采用烘干再对土样进行各种模拟现场土体条件，土样结构在制取土样过程中因扰动可能发生破坏，并不符合现场尾矿坝逐渐堆高把土体压实的过程，并且在进行土的室内三轴试验时，要把土样制成一定规格的圆柱形试样，通常为39.1mm×80mm；进行土的室内固结、渗透实验或直剪实验时，要把土样制成61.8mm×40mm或61.8mm×20mm。对于流塑状态土，经过固结脱水以后，土样体积变小，很难达到所需要的试样的高度。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种流塑状态土的渗流固结土样制备装置，结构简单、操作方便快捷，可以根据要求制取不同尺寸的土样，可以对土样进行固结排水，以及可以对土进行低压固结试验，测试土的固结参数。

为实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种流塑状态土的渗流固结土样制备装置，包括带渗水孔的刚性底座、放置于所述刚性底座上的圆筒；所述圆筒的底部于所述刚性底座上设有渗水石，所述圆筒的上部设有可在圆筒内上下移动的不透水挡板，在所述不透水挡板和渗水石之间填充有流塑状态土样；所述圆筒内于所述不透水挡板上设有加载重物，用于将流塑状态土样均匀挤压变形，流塑状态土样在被压缩过程中，水分通过刚性底座的渗水孔及时排出。

优选的，所述渗水石上设有一层滤纸，用于使流塑状态土样在压缩过程中水得以排出，并保证土样不会流失；所述流塑状态土样放置在所述不透水挡板和滤纸之间。

进一步的，所述刚性底座的下端具有镂空的存水空间。

优选的，所述存水空间的侧面底部连接有排水软管。

优选的，所述圆筒的内径为61.8mm或39.1mm。

本发明通过增加取土装置的尺寸，对于尾矿而言，一般属于细粒土，塑性指数越大，其压缩性也较大，超固结比越大，通常变形模量也越大，采取对土样在不同重量的砝码对土进行压实，在这个过程中土的刚度或变形模量都会随砝码的重量的增加而增加，并且达到不同的要求的固结比。