一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及岩土工程研究领域，旨在提供一种一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置。该装置包括沉降柱、支撑系统、测量系统和监测系统；支撑系统中，测量悬臂装在竖向的支撑钢板上；测量系统包括分别装在测量悬臂两端的X射线发射装置和X射线接收装置，沉降柱竖向放置于两者之间；X射线发射装置和驱动电机分别通过信号线连接计算机，X射线接收装置通过信号线依次连接数据采集装置和计算机。本实用新型专利技术能直观地观察吹填土样本在各个时间段的沉降分层情况，也能通过数据采集系统获取精确的数据用以进一步的研究。本实用新型专利技术结构简单、易于上手，沉降柱在实验结束后易于拆卸清洗，可以自动记录数据，减少实验所需的人手，同时减少人为读数误差。

One dimensional test device for particle concentration of vertical dredger fill

The utility model relates to the field of geotechnical engineering research, which aims to provide a one dimensional vertical filling soil particle concentration testing device. The device comprises a sedimentation column, support system, measurement system and monitoring system; supporting system, measurement of cantilever is arranged on the support plate vertical; measurement system including launching device and X ray receiving device in X ray measurement of cantilever ends, placed between the two vertical settlement column; X ray emission device and drive motor are connected to a computer by a signal line, X ray receiving device connected to a data acquisition device and the computer through the signal line. The utility model can directly observe the settlement stratification of dredged fill samples in different time periods, and can also get accurate data through data acquisition system for further research. The utility model has the advantages of simple structure and easy to handle. The settlement column is easy to disassemble and clean after the experiment is finished, it can automatically record data, reduce the manpower needed for experiments, and reduce the error of human readings.

【技术实现步骤摘要】
一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置
本技术是关于岩土工程研究领域，特别涉及一种一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置。
技术介绍
随着经济的发展和城市建设的不断推进，人们对于土地资源的需求越来越高，土地资源紧张的问题日益突出。我国现有海涂资源约217万余公顷，涉及12个省、市、自治区。目前，通过围垦工程每年新增的建设用地约占全国每年新增建设用地总面积的3-4％，占沿海省(区、市)每年新增建设用地面积的13-15％。海洋围垦缓解了我国沿海城市土地资源紧张，拓展了生存及生产空间，为我国海洋战略和“一带一路”战略提供可贵的土地资源保障，对国民经济发展起到了至关重要的作用。现阶段，我国如浙江等大部分地区以吹填淤泥质土为主。吹填淤泥质土因未经固结、含水量极高，所以呈流动、悬浮状态，基本不具有强度。近些年来，随着我国经济的高速发展和基础设施的大规模建设，土地资源越来越紧张，吹填土地基漫长的固结过程大大制约了工程的进度，而且目前的工程实践表明，对于我国围海造地高含水量吹填淤泥质土而言，传统排水固结法地基处理效果极差，无法满足工程建设对于地基强度及变形的要求，导致工程事故频频发生。究其原因，主要就是因为吹填土的高含水量。虽然颗粒沉积固结理论经过几十年的发展已经较为成熟，却仍旧无法准确描述海涂吹填淤泥沉积以及固结的行为，不能准确地预测吹填淤泥的沉降。因此研究吹填土颗粒的沉积固结对于社会效益与经济利益都有极大的好处。目前尚没有可以进行一维竖向吹填土颗粒浓度测试的装置与测试方法。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置。为解决上述技术问题，本技术的解决方案是：提供一种一维竖向颗粒沉降监测装置，包括用于装填土样的沉降柱；该装置还包括支撑系统、测量系统和监测系统；所述支撑系统包括底座，底座上安装驱动电机和竖向的支撑钢板，支撑钢板上设置竖向导轨和竖向的导螺杆，驱动电机输出轴与导螺杆之间通过齿轮啮合方式实现连接；一根横向设置的测量悬臂通过竖向导轨和导螺杆装设在支撑钢板上，驱动电机能通过导螺杆带动测量悬臂沿着竖向导轨上下移动；所述测量系统包括分别装在测量悬臂两端的X射线发射装置和X射线接收装置，沉降柱竖向放置于两者之间；所述监测系统包括数据采集装置和计算机；所述X射线发射装置和驱动电机分别通过信号线连接计算机，X射线接收装置通过信号线依次连接数据采集装置和计算机。本技术中，所述X射线发射装置由X射线电子发射管、X射线聚焦器以及瞄准器组成，瞄准器是中间设缝隙的铅板，能让X射线通过；所述X射线接收装置由X射线检测器以及过滤铅板组成，过滤铅板中心设横向缝隙；所述沉降柱位于瞄准器与过滤铅板之间的连线上。本技术中，所述沉降柱为顶部开口的圆柱桶状结构，其侧壁的底部设排水口；沉降柱的侧壁设有多个呈竖向分布的孔压传感器，孔压传感器通过信号线依次连接数据采集装置和计算机。本技术中，所述沉降柱的底端连接一个样本室，样本室中封装有标定样本。本技术中，所述竖向导轨和沉降柱的侧壁分别设有刻度尺。本技术中，所述沉降柱由多段管件组装而成，相连的管件之间通过法兰面和螺栓实现连接。利用本技术所述装置进行吹填土颗粒浓度测试的方法，包括下述步骤：(1)制备标样取滨海吹填淤泥的原状土，烘干后灼烧除去有机质，筛分后得到指定粒径的均匀土样；然后以不同设定比例加入水中并掺混均匀，制备成不同的标定样；分别记录其颗粒浓度后，按标定需要把标定样装填到沉降柱底部的样本室中；(2)仪器的校准与标定在竖向导轨与沉降柱上使用相同的刻度尺，调整样本室下方垫块的高度使两个刻度尺的零刻度线齐平；调整测量悬臂为水平，并使瞄准器的中心与过滤铅板的中心相对齐；启动X射线电子发射管使X射线穿透标定样，记录X射线检测器接收到的射线量；针对不同的标定样重复试验，获得X射线透射率与颗粒浓度之间的关系曲线；(3)土样颗粒浓度以及孔压测量制备待测土样：取滨海吹填淤泥的原状土，充分搅拌后使其组分分布均匀，测得相应的流变参数以供后续实验使用，然后尽快倒入沉降柱中进行后续试验；当试验开始时记为零时刻，每间隔一定时间对土样进行一次X射线扫描，根据检测的X射线量对照标定所得关系曲线获得对应的颗粒浓度，从而获得各个时刻颗粒浓度分布情况；在每个时间点同时记录各个孔压传感器测得的孔压数据，以供后续实验使用；当多次测得的颗粒浓度保持一致不再变化，且孔压传感器测得的孔压数据也不再发生变化，则试验结束；回收沉降柱中的土样，进行数据处理。本技术的实现原理：试验前对吹填土试样先进行预处理，使其初始颗粒浓度分布均匀，并用流变仪记录其流变参数。然后每隔一段时间用X射线检测装置从上到下扫描，通过X射线接收装置接收到的X射线强度变化情况，与标定样品相比较，得到各个高度处浓度的分布情况。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术能直观地观察吹填土样本在各个时间段的沉降分层情况，也能通过数据采集系统获取精确的数据用以进一步的研究。2、本技术能测量较大浓度范围的样本，可以获得连续的颗粒沉降曲线，并且对与直径比较小的颗粒也能有较高的精度，除此之外还能够获得各个深度处的孔压变化情况，从而进行吹填土沉降固结研究。3、本技术结构简单、易于上手，沉降柱在实验结束后易于拆卸清洗，并且可以自动记录数据，减少实验所需的人手，同时减少人为读数时产生的误差。附图说明图1为本技术测试装置的俯视图。图2为本技术测试装置的主视图。图3为本技术中沉降柱的结构示意图。图中的附图标记为：1底座；2X射线电子发射管；3X射线聚焦器；4瞄准器；5驱动电机；6支撑钢板；7测量悬臂；8土样；9过滤铅板；10X射线检测器；11沉降柱；12样本室；13竖向导轨；14导螺杆；15孔压传感器；16螺栓；17排水口；18计算机；19垫块。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述：本技术中所述一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置，包括用于装填土样的沉降柱11，以及支撑系统、测量系统和监测系统；支撑系统包括底座1，底座1上安装驱动电机5和竖向的支撑钢板6，支撑钢板6上设置竖向导轨13和竖向的导螺杆14，驱动电机5输出轴与导螺杆14之间通过齿轮啮合方式实现连接；一根横向设置的测量悬臂7通过竖向导轨13和导螺杆14装设在支撑钢板6上，驱动电机5能通过导螺杆14带动测量悬臂7沿着竖向导轨13上下移动；测量系统包括分别装在测量悬臂7两端的X射线发射装置和X射线接收装置。X射线发射装置由X射线电子发射管2、X射线聚焦器3以及瞄准器4组成，瞄准器4是中间设缝隙的铅板，能让X射线通过；X射线接收装置由X射线检测器10以及过滤铅板9组成，过滤铅板9的中心设横向缝隙；沉降柱11竖向放置于瞄准器4与过滤铅板9之间的连线上。监测系统包括数据采集装置和计算机18；X射线发射装置和驱动电机5分别通过信号线连接计算机18，X射线接收装置通过信号线依次连接数据采集装置和计算机18。沉降柱11为顶部开口的圆柱桶状结构，其侧壁的底部设排水口17；沉降柱11的侧壁设有多个呈竖向分布的孔压传感器15，孔压传感器15通过信号线依次连接数据采集装置和计算机18。沉降柱11的底端连接一个样本室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置，包括用于装填土样的沉降柱；其特征在于，该装置还包括支撑系统、测量系统和监测系统；所述支撑系统包括底座，底座上安装驱动电机和竖向的支撑钢板，支撑钢板上设置竖向导轨和竖向的导螺杆，驱动电机输出轴与导螺杆之间通过齿轮啮合方式实现连接；一根横向设置的测量悬臂通过竖向导轨和导螺杆装设在支撑钢板上，驱动电机能通过导螺杆带动测量悬臂沿着竖向导轨上下移动；所述测量系统包括分别装在测量悬臂两端的X射线发射装置和X射线接收装置，沉降柱竖向放置于两者之间；所述监测系统包括数据采集装置和计算机；所述X射线发射装置和驱动电机分别通过信号线连接计算机，X射线接收装置通过信号线依次连接数据采集装置和计算机。

【技术特征摘要】
1.一种一维竖向吹填土颗粒浓度测试装置，包括用于装填土样的沉降柱；其特征在于，该装置还包括支撑系统、测量系统和监测系统；所述支撑系统包括底座，底座上安装驱动电机和竖向的支撑钢板，支撑钢板上设置竖向导轨和竖向的导螺杆，驱动电机输出轴与导螺杆之间通过齿轮啮合方式实现连接；一根横向设置的测量悬臂通过竖向导轨和导螺杆装设在支撑钢板上，驱动电机能通过导螺杆带动测量悬臂沿着竖向导轨上下移动；所述测量系统包括分别装在测量悬臂两端的X射线发射装置和X射线接收装置，沉降柱竖向放置于两者之间；所述监测系统包括数据采集装置和计算机；所述X射线发射装置和驱动电机分别通过信号线连接计算机，X射线接收装置通过信号线依次连接数据采集装置和计算机。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述X射线发射装置由X射线电子发射管、X射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏磊，蔡袁强，李丹明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33