[发明专利]可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统及试验方法

权利要求书

1.一种可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，包括土体真空固结系统、真空驱动系统、围压系统和监测系统；

所述土体真空固结系统包括：用于装填试验土体的模型箱，模型箱为顶部敞开的长方形箱体；模型箱的前侧壁上设有观察窗，用于观测黏土的运动情况；观察窗上覆盖有与其大小适配的玻璃板，玻璃板上设有用于对试验结果进行标定的标记点；模型箱的后侧壁上设有第一传感器导线孔、第二传感器导线孔；模型箱的左侧壁开设有真空管线接口；模型箱内设有用于固定塑料排水板的支架，塑料排水板由支架竖直固定于试验土体中；塑料排水板的顶端接入手型接头，手型接头的顶端接入横向连接管，横向连接管穿过真空管线接口与真空管线连接；

所述围压系统设置于模型箱中，模型箱两侧设置有滑板，滑板上下端与模型箱框架的配合处设置有滑轮，所述模型箱框架上对应位置设置有滑轨，所述滑板与内侧覆盖并固定有弹性密封布，弹性密封布四周的边沿被压条压紧在模型箱侧壁上形成液密封，两侧的滑板分别在模型箱的两侧端形成膨胀控制腔，膨胀控制腔中设置有可折叠的风琴气囊，风琴气囊的两侧端面分别贴设固定在模型箱内侧壁和滑板的侧壁上，所述风琴气囊通过管道与外部的气泵和气囊气压控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，其特征是：所述试验和观测系统包括地下水模拟系统，地下水模拟系统包括设置于底部的蜂窝蓄水体，蜂窝蓄水体，蜂窝蓄水体通过管道与竖向分布的透明储水桶连接，透明储水桶上带有高度刻度，所述蜂窝蓄水体上端覆盖有铁丝网，土体设置于铁丝网上方。

3.根据权利要求2所述的可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，其特征是：所述模型箱内部具有底部框架板，下部的滑轨设置于底部框架板上，底部框架板以下形成所述安置槽，所述蜂窝蓄水体设置于安置槽内。

4.根据权利要求1或2或3所述的可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，其特征是：

所述模型箱的顶端边缘向外设有长方形的第一密封框，第一密封框的上表面通过螺栓连接有第二密封框；试验土体的上方覆盖有土工布，土工布的上方覆盖有真空膜，真空膜的外边缘夹设于第一密封框与第二密封框之间，真空膜与第二密封框之间设有密封垫圈；

所述真空驱动系统包括：用于收集模型箱内排出的水与气的真空水汽分离箱、用于提供负压的真空射流泵、以及用于调节试验系统内真空荷载的真空压力控制装置；真空水汽分离箱的顶部设有第一连接口、第二连接口和第三连接口，第一连接口通过真空管线与模型箱连接，第二连接口与真空压力控制装置连接，第三连接口与真空射流泵连接；真空水汽分离箱的下部侧壁设有排水口，排水口外接排水管，排水管上设有排水阀；

所述监测系统包括：用于监测真空预压过程中土体内孔隙水压力值变化的孔隙水压力传感器、用于测量模型箱底部土体真空度的真空表测头、用于采集试验土体表面沉降数据的LVDT位移传感器、用于计算土体位移场的示踪粒子、用于实验过程中进行拍摄记录的高清相机；模型箱的顶端设有传感器固定支架，LVDT位移传感器固定于传感器固定支架上；观察窗的外侧设有相机支架，所述高清相机固定于相机支架上；第一传感器导线孔从外部插入孔隙水压力传感器，孔隙水压力传感器埋设在试验土体中；第二传感器导线孔从外部插入真空表测头，真空表测头埋设在试验土体中；高清相机有相机固定铝轨用于固定相机位置，在模型箱周边装有LED灯管用于增强照片亮度，方便后续计算。

5.根据权利要求4所述的可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，其特征是：所述观察窗的玻璃板采用有机航空玻璃制成。

6.根据权利要求4所述的可调围压的真空预压中土体变形特性的试验和观测系统，其特征是：所述模型箱采用铝板制成，所述导轨采用铝板制成，所述第一传感器导线孔交错排列，相隔距离靠近，所述第一传感器导线孔、第二传感器导线孔内均设有密封塞。