气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪制造技术

本发明专利技术提供了一种气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪。在该气压固结仪中，通过隔固透水件和中空排水杆的组合，在同一套管路系统内实现了向土样施加固结气压以及土样进/排水，简单、实用，同时改善了传统气压固结仪系统复杂、体量大的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程测量仪器领域，尤其涉及一种气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪。
技术介绍
随着我国经济建设高速发展，大规模基建在全国范围展开，建筑沉降量控制问题日益受到关注。自然界中的土分布广泛、性质复杂，软硬不一，导致了其在上覆建筑荷载作用下的压缩沉降表现千差万别。由于土的性质因地而异，不可预见性大，因此在地基的设计、施工过程中，如果忽视土的工程特性，未对土进行专项整治，就会对工程建设产生重大影响。基于此，在工程项目开工前都需要对土质进行综合性的分析，对不满足要求的土性，都要采取专项整治措施，以规避伤亡事故的发生。当今，对土样的勘测中广泛的采用了固结仪来测定土的固结特性-即土的变形随时间而发展的特性，以便计算土的压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数等变形特性指标。目前常用的土体固结仪有直接加载式和气压加载式两种，其中气压加载式固结仪(简称气压固结仪)是较为先进的一种。参考文献1 (201210320585.6)提供了一种直接加载式固结仪。图1为现有技术1直接加载式固结仪的结构示意图。请参照图1，该固结仪包括:压力筒1、设在压力筒1底部的底座3和设在压力筒1上部的加压帽2。底座3与压力筒1结合面呈阶梯状配合连接，结合面上设有下密封圈3-3。加压帽2与压力筒1的配合面上设有上密封圈2-2。加压帽2的顶部设有施压块。压力筒1的上下部分别设有上过滤器7和下过滤器8。其中，上过滤器7、下过滤器8、侧向过滤器9和针头过滤器11是透水石。施压块两侧的加压帽2上分别设有用于测量土样4压缩量的位移传感器13和上出水孔2-1。底座3侧壁上分别设有呈L形连通压力筒1的侧出水孔3-1、中出水孔3-2和引线孔3-6。压力筒1的筒壁两侧分别设有I径向孔1-1和II径向孔1-2。II径向孔1_2内侧设有侧向过滤器9。侧出水孔3-1和中出水孔3-2的出口处分别设有I螺管3-4和III螺管3_5。II径向孔1-2外侧设有II螺管1-3。引线孔3-6和II径向孔1_2的内侧分别设有由压力传感器6-1和引线6-2构成的压力测量装置6。所述压力筒1的中部设有经针头底座12固定与中出水孔3-2相通的针头10。在所述针头10的顶端连接一针头过滤器11。上出水孔2-1的出口处设有IV螺管2-3。I螺管3-4、II螺管1_3、111螺管3_5和IV螺管2_3上分别连接有孔隙水压测量装置5。对于直接加载式土体固结仪而言，其排水部分的设计相对简单，但对于气压固结仪而言，排水部分的设计将会较为复杂。气压固结仪是在土样的上部或下部通过气压来模拟固结压力，这就需要在土样的端部设置气压加载仓。土体在固结之前需要饱和；在固结的过程中需要向外排水，这都需要固结仪有与试样上下端部相连接的管路。这两方面的要求需要靠设计相应的气压固结仪的加载排水接头来实现。参考文献2提供了一种气压固结仪。图2为现有技术2气压固结仪的结构示意图。如图2所示，该气压固结仪包括:框架1、位移测定仪支架2、框架内的试样筒4、试样筒内的下压盖5、试样筒下方的气压包6。对于试样筒内的排水管路，参考文献2并没有涉及。现有技术气压固结仪中，为了保持气压腔的密闭，试样筒的排水孔一般设置在其侦_。这一方面影响了排水效果，另一方面还增加了整台仪器的复杂度。而如果要将排水孔设置在试样筒的底面，则需要分别设计气压腔和进/排水通道，为避免两个功能发生冲突，设备结构复杂度必然增加。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪，以在同侧实现加压和进/排水功能，同时控制设备结构复杂度。(二)技术方案本专利技术气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪包括:腔体空间，呈筒状；加压垫块30，呈板状，其外侧密封抵压于腔体空间的内壁，并可沿腔体空间的内壁在轴向上下移动，从而将腔体空间分隔为土样腔A与加压腔B，在加压垫块上开设下排孔；中空排水杆40，固定于所述加压垫块上的下排孔，其内部具有一排水管路，该排水管路的前端通过下排孔连通至土样腔A，其后端向下经由加压腔B，连通至腔体空间的外部；隔固透水件50，固定于所述加压垫块30上，将所述中空排水杆40内部排水管路的前端开口盖住；其中，所述加压腔B用于对土样腔A内的土样施加压力；所述土样腔A内土样固结过程中产生的水分透过所述隔固透水件50，经由中空排水杆内部的排水管路流至腔体空间的外部。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术气压固结仪通过隔固透水件和中空排水杆的组合，在同一套管路系统内实现了向土样施加固结气压以及土样进/排水，简单、实用，同时改善了传统气压固结仪系统复杂、体量大的缺点。【附图说明】图1为现有技术1直接加载式固结仪的结构示意图；图2为现有技术2气压固结仪的结构示意图；图3为根据本专利技术第一实施例气压固结仪的结构示意图；图4为图3所示气压固结仪中加压垫块、透水石和中空排水杆部分的局部放大图；图5为图3所示气压固结仪的一种变形形式的示意图。【主要元件】10-底座；11-加压孔；20-土样筒本体；30-加压垫块；31-密封圈；40-中空排水杆；50-隔固透水件；51-下凹内六角螺栓；A-土样腔；B-加压腔。【具体实施方式】本专利技术气压固结仪中，配备了同时具备施加气压和进/排水饱和固结两种功能的管路，从而在气压固结仪的同侧实现了向土样施加固结气压以及土样进/排水功能。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种气压固结仪。图3为根据本专利技术实施例气压固结仪的结构示意图。如图3所示，本实施例气压固结仪包括:底座10 ;土样筒本体20，呈向下开口的筒状，其下方固定于底座10上，并与底座10共同围成一圆筒状的腔体空间；加压垫块30，呈板状，位于腔体空间内，其外侧密封抵压于土样筒本体的内壁，并可沿土样筒本体的轴向上下移动，从而将腔体空间分隔为土样腔A与加压腔B，在加压垫块的中部开设下排孔；中空排水杆40，向上固定于加压垫块上的下排孔，其内部具有一排水管路，该排水管路的前端通过下排孔连通至土样腔A，其后端向下经由加压腔B，并穿过底座10，而连通至腔体空间的外部；隔固透水件50，固定于加压垫块30上，将所述中空排水杆40内部排水管路的前端开口盖住；其中，土样腔A内土样固结过程中产生的水分透过隔固透水件50，经由中空排水杆内部的排水管路流至腔体空间的外部。加压腔B用于为土样腔A内的土样施加压力。以下分别对本实施例气压固结仪的各个组成部分进行详细描述。请继续参照图3，腔体空间呈圆筒形，由底座10和土样筒本体20围成。底座10和土样筒本体20分体设置。如此设计有利于中空排水杆40的置入与定位。而在不考虑中空排水杆的情况下，底座和土样筒本体20也可以一体化设计。此外，关于土样筒本体20，本专利技术作为一个整体进行说明。本领域技术人员应当清楚，该土样筒本体20在大多数情况下被设计为一筒体和一上盖(或加压帽)的组合。可以理解的是，只要能够形成筒形的腔体空间，本领域技术人员可以根据需要去设计腔体空间的构成形式，而不应局限于本实施例。此外，本领域技术人员应当清楚，作为气压固结仪，还需要在土样筒本体的适当位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气压腔和进/排水管路同侧设置的气压固结仪，其特征在于，包括：腔体空间，呈筒状；加压垫块(30)，呈板状，其外侧密封抵压于腔体空间的内壁，并可沿腔体空间的内壁在轴向上下移动，从而将腔体空间分隔为土样腔(A)与加压腔(B)，在加压垫块上开设下排孔；中空排水杆(40)，固定于所述加压垫块上的下排孔，其内部具有一排水管路，该排水管路的前端通过下排孔连通至土样腔(A)，其后端向下经由加压腔(B)，连通至腔体空间的外部；隔固透水件(50)，固定于所述加压垫块(30)上，将所述中空排水杆(40)内部排水管路的前端开口盖住；其中，所述加压腔(B)用于对土样腔(A)内的土样施加压力；所述土样腔(A)内土样固结过程中产生的水分透过所述隔固透水件(50)，经由中空排水杆内部的排水管路流至腔体空间的外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，杨爱武，刘潇，夏从礼，
申请(专利权)人：立方通达实业天津有限公司，天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12