[发明专利]一种模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置

说明书

本发明公开了一种模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，包括：筒体，用于培养珊瑚礁砂；加载系统，用于对珊瑚礁砂施加荷载；溶液控制系统，用于在筒体内添加溶液或排放溶液；控温系统，用于保持筒体内溶液的温度为预设值；酸碱控制系统，用于调节筒体内溶液的酸碱值；检测系统；数据收集系统，包括用于监测筒体内的珊瑚礁砂的变化的压电陶瓷收集模块和用于追踪筒体内的珊瑚礁砂的运动轨迹的粒子图像测量模块。此模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置通过人为改变外界条件去研究各种因素下对胶结作用的影响，并利用压电陶瓷收集模块实时采集筒体内的数据，利用粒子图像测量模块作为模拟测量和分析的手段，有助于还原并加速珊瑚砂的自然胶结过程。

技术领域

本发明涉及珊瑚礁砂实验装置技术领域，特别涉及一种模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置。

背景技术

珊瑚礁砂作为南海岛礁地基的重要沉积物，是开展岛礁工程建设的首选材料。与陆源松散沉积物不同，珊瑚礁砂颗粒间存在天然胶结作用，这一作用改变了珊瑚砂的压缩、蠕变等力学性质，同时使其具有敏感的结构性。获得未扰动的珊瑚砂胶结试样难度大、成本高，且珊瑚砂的自然胶结过程是十分缓慢的，如何还原并加速珊瑚砂的自然胶结过程，对进一步开展胶结珊瑚砂岩土工程性质的研究具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，能够还原并加速珊瑚砂的自然胶结过程。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，包括：

筒体，设置为密封的容器，用于培养珊瑚礁砂；

加载系统，用于对珊瑚礁砂施加荷载，贴切珊瑚礁砂的压缩状态；

溶液控制系统，用于在筒体内添加溶液或排放溶液；

控温系统，用于保持筒体内溶液的温度为预设值；

酸碱控制系统，用于调节筒体内溶液的酸碱值；

检测系统，包括设置在筒体内的温度传感组件和酸碱测试组件；

数据收集系统，包括压电陶瓷收集模块和粒子图像测量模块，压电陶瓷收集模块的至少一个输入端与加载系统的加载端连接，用于监测筒体内的珊瑚礁砂的变化，粒子图像测量模块用于追踪筒体内的珊瑚礁砂的运动轨迹。

有益效果：此模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置针对实验过程中涉及到温度、酸碱性和荷载加压等条件的变化，分别设置了加载系统、溶液控制系统、控温系统和酸碱控制系统，通过人为改变外界条件去研究各种因素下对胶结作用的影响，并利用压电陶瓷收集模块实时采集筒体内的数据，利用粒子图像测量模块作为模拟测量和分析的手段，有助于还原并加速珊瑚砂的自然胶结过程。

根据本发明第一方面实施例的模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，加载系统包括加载板和与加载板连接的液压千斤顶加载装置，加载板水平设置于筒体内，液压千斤顶加载装置通过加载杆与加载板连接。

根据本发明第一方面实施例的模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，加载系统还包括反力架，反力架设置在筒体的外侧，液压千斤顶加载装置设置于反力架上。

根据本发明第一方面实施例的模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，加载板顶面的中部位置设有圆柱形的槽孔，加载杆嵌设于槽孔内。

根据本发明第一方面实施例的模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，压电陶瓷收集模块包括第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，第一压电陶瓷片设置在加载板的底面，第二压电陶瓷片设置在筒体的底部。

根据本发明第一方面实施例的模拟珊瑚礁砂胶结过程的装置，压电陶瓷收集模块还包括与第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片分别连接的发生器、示波器和信号放大器。