[发明专利]一种基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法

权利要求书

1.一种基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法，其特征在于：具体步骤如下；

S1、选取待试验地层土质，制作若干标准试件，检测得到每个所述标准试件的起始物理参数，所述物理参数包括土的密度、土粒密度和土的含水率；

S2、模拟地层土质原始状态：通过三轴仪将标准试件还原至原始三向应力状态，三轴仪包括压力室、若干进水管和若干抽水管，若干进水管和若干抽水管均分别连通于压力室，且压力室内设置有轴向加荷系统、周围压力系统、孔隙水压力量测系统和位移测量系统，获取原始状态的轴压、围压、孔隙水压，维持预定时间，标准试件两端分别设置电极，电极用于测定标准试件的电阻值R，并获取标准试件的形变量X1；

S3、模拟抽水过程：保持轴压、围压不变，减少孔隙水压力，获取不同孔隙水压力所对应标准试件的实测指标，所述实测指标包括水位高度、孔隙水压力值、试样的轴向形变量和径向形变量，若干进水管和若干抽水管均连接于恒压供水箱，实现抽水的动态过程模拟；

S31、定速率抽水模拟：通过预设抽水管的数量和每个抽水管的速率，获取相应抽水量Q1，以及抽水量Q1所对应标准试件的实测指标和电阻值R1，模拟结束后，获取标准试件的物理参数；

S32、定流量抽水模拟：通过预设定流量阈值，获取相应抽水速率V1，以及抽水速率V1所对应标准试件的实测指标和电阻值R2，模拟结束后，对标准试件进行检测，得到标准试件的物理参数；

S4、模拟回灌过程：保持轴压、围压不变，增加孔隙水压力，获取不同孔隙水压力所对应标准试件的实测指标，若干进水管和若干抽水管均连接于恒压供水箱，实现回灌的动态过程模拟；

S41、定速率回灌模拟：通过预设进水管的数量和每个进水管的速率，获取回灌量，以及不同回灌量所对应的标准试件形的实测指标和电阻值R3，模拟结束后，对标准试件进行检测，得到标准试件的物理参数；

S42、定流量回灌模拟：通过控制回灌流量阈值，获取相应回灌速率V2，以及相应回灌速率V2所对应标准试件的实测指标和电阻值R4，模拟结束后，对标准试件进行检测，得到标准试件的物理参数；

S5、模拟反复抽灌过程：保持轴压、围压不变，先减少孔隙水压力，获取对应标准试件的实测指标和电阻值R5，再增加孔隙水压力，获取对应标准试件的实测指标和电阻值R6，模拟结束后，对标准试件进行检测，得到标准试件的物理参数，上述为一个完整抽灌过程，根据试验需要重复以上抽灌过程；

S6、模拟反复灌抽过程：保持轴压、围压不变，先增加孔隙水压力，获取对应标准试件的实测指标和电阻值R7，再减少孔隙水压力，获取标准试件的实测指标和电阻值R8，模拟结束后，对标准试件进行检测，得到标准试件的物理参数，上述为一个完整灌抽过程，根据试验需要重复以上灌抽过程。

2.根据权利要求1所述基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法，其特征在于：所述步骤S1中，沿地面向下每两米作为一个待试验土层，每个土层至少获取三个标准试件。

3.根据权利要求1所述基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法，其特征在于：所述步骤S1中，取土过程中采用具有保压功能的取土装置，所述取土装置包含测压组件、和标准试件尺寸一致的取土腔体和位于取土腔体内的保压组件，获取的标准试件直接置入三轴仪中。

4.根据权利要求1所述基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述预定时间不小于两个小时。

5.根据权利要求1所述基于地下水位反复变化模拟地层形变的室内试验方法，其特征在于：所述步骤S31和S32中，抽水过程的模拟，抽水增加速率Δν1依据公式获得，所述公式为其中p₀为压力室体积，p₁为压力室内水的体积，Δν1为抽水增加速率，h₁为时间段，并全程记录标准试件形变量，数据按照2秒/次进行采集。