一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其包括土样室，采用底部封闭的透明圆筒结构，其侧壁上设有刻度，可方便观察土样室内土样的移动淤堵情况；竖向加载系统，包括反力架和加压机构，所述土样室置于所述反力架中，所述加压机构设于所述反力架上，用于对土样室中的土样施加竖向压力；孔压加载系统，与设于所述土样室顶部的出水口和底部的进水口相连通，用于在土样室进行渗透淤堵试验时提供不同的孔压；动力系统，为竖向加载系统和孔压加载系统提供动力源。本装置结构简单，操作方便，可观测碎石桩排水抗液化通道在不同围压及孔压比作用下的淤堵形态，并可测试淤堵稳定后渗透系数。并可测试淤堵稳定后渗透系数。并可测试淤堵稳定后渗透系数。

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置


[0001]本专利技术属于地基处理排水抗液化
，具体涉及一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置。

技术介绍

[0002]对位于强震区的地基处理工程，常采用碎石桩复合地基排水抗液化地基处理。碎石桩排水抗液化作用主要通过在地基体提供竖向排水通道，以快速消散地震作用产生的超孔隙水压力。当选定固定置换率时，碎石桩体渗透系数是影响孔压消散快速关键因素，但碎石桩排水通道渗透系数容易受到周边土颗粒移动淤堵，导致桩体渗透系数降低，进而影响碎石桩排水通道长期服役性能。在碎石桩抗液化地基处理设计过程，往往是根据碎石级配选取一个合适的排水通道渗透系数，但在成桩后或者长期服役过程，排水通道其原有级配已产生变化，渗透系数已偏离原有设计值，因此需要在设计阶段对排水通道淤堵后排水性能有个合理评估。
[0003]目前获取排水通道淤堵特性常用方法是基于现场钻芯取样，并在室内开展级配分析以及渗透系数测定来评定排水通道淤堵后性能，但由于扰动样无法观测砂土颗粒淤堵的形态分布，且所取的芯样级配也易受到干扰，而如选用无扰动取样法，则费用昂贵，另外现场取样也无法获取排水通道在不同围压及孔压比作用下的淤堵特性。
[0004]因此，有待开发一种方便检测排水通道淤堵特性的装置，可以准确获得排水通道周边土体颗粒对桩体的淤堵形态及渗透系数变化，合理评价碎石桩淤堵后的排水功能。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，该装置可用于观测碎石桩抗液化通道在不同围压及孔压比作用下的淤堵形态，并可测试淤堵稳定后的渗透系数。
[0006]本专利技术是由以下技术方案实现：
[0007]一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其包括：
[0008]土样室，其为底部封闭的透明圆筒结构，其侧壁上设有刻度，内部设有透水底板和透水隔板，所述透水隔板垂直设置在土样室底部；所述透水底板位于透水隔板上部，其用于装填土样；所述土样室顶部开设有出水口，底部开设有进水口；
[0009]竖向加载系统，包括反力架和加压机构，所述土样室置于所述反力架中，所述加压机构设于所述反力架顶部，且穿入反力架与土样室中的土样接触，以对土样施加竖向压力；
[0010]孔压加载系统，与所述出水口和所述进水口相连通，用于在土样室进行渗透淤堵试验时提供不同的孔压；
[0011]动力系统，分别与所述竖向加载系统和孔压加载系统电连接，为竖向加载系统和孔压加载系统提供动力源。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]1、本专利技术采用透明的圆筒作为实验装置，其具有良好的稳定性，不易受到外部环境的干扰，可方便观测砂土颗粒淤堵的形态分布和在不同压力下土样的移动汇聚情况，获得淤堵厚度与时间的关系，有效减少试验误差。
[0014]2、本专利技术采用土样室结合竖向加载系统和孔压加载系统，可对土试样同时施加围压和孔压，可用于模拟不同深度位置和不同孔压的环境条件，测试土试样组合在不同围压和孔压作用下的渗透系数。
[0015]进一步地，所述反力架包括底板、顶板和若干根反力拉杆，所述反力拉杆的两端分别与所述顶板和底板固定连接，且顶板上还开设有容许所述加压机构通过的通孔。反力架的作用是为加压机构提供支座反力，支撑加压机构。顶板和底板之间由多根反力拉杆螺旋连接，形成反力架，土样室从反力架顶部放入其中，加压机构中的气压缸设置在反力架的顶部，对土样室进行竖向施压。
[0016]进一步地，所述加压机构包括气压缸、传力杆和透水加载板；所述气压缸设于所述顶板上，其底部与顶板固接，且覆盖在所述通孔上；所述透水加载板设置在所述土样室内；所述传力杆一端设于所述气压缸中，另一端穿过通孔进入到土样室，与设于土样上方的透水加载板固接。气压缸设置在反力架顶部，由动力系统施加压力值，通过传力杆和透水加载板实现对土样的竖向加压，并且可模拟土样在不同深度位置的围压。
[0017]进一步地，所述孔压加载系统包括水箱、气液转换器和量筒；所述水箱与气液转换器通过一三通开关连通，以实现气压转换水压，所述三通开关另一端口连接到所述土样室底部的进水口；所述量筒用于承接从土样室顶部出水口排出的水。水箱、气液转换器通过三通开关与土样室相连接，实现水箱、气液转换器、土试样室三者之间相互联通和闭合；在试验过程中，操作人员先旋转三通开关连通土样室和水箱，水箱中的水从土样室底部的进水口进入土样室中，待水漫过土样从出水口溢出时，旋转三通开关连通气液转换器和土样室，动力系统向气液转换器提供试验气压，与此同时，气液转换器中的水在气压的作用下流入土样室，从出水口流出到量筒，在此过程中，观测土样在孔压作用下的移动淤堵情况及记录相关数据。
[0018]进一步地，所述动力系统采用双出口空压机，其一出口连接气压缸，另一出口连接气液转换器。
[0019]进一步地，所述双出口空压机与所述气压缸之间、所述双出口空压机与所述气液转换器之间，均串联有气动定值器和气压表。气动定值器的作用是稳压调节，配合气压表精确控制施加在气压缸和气液转换器上的压力值。
[0020]进一步地，所述透水底板与透水隔板焊接固定，且在所述透水底板上铺设有透水石层。透水底板与透水隔板焊接，形成带有一定空腔的组合件，透水底板和透水隔板和自由移出土样室，方便试验后清洗桶内底部残留的砂土颗粒。组合件置于土样室底部，土样室的进水口开设在形成的空腔中，水从底部进入土样室，依次漫过组合件、透水石、土样、透水加载板，最后从出水口溢出到量筒。透水底板与透水隔板形成空腔可确保水压均匀施加与土样底部，且可传递上部加载的压力，底板上放置透水石层可传递孔压且可阻挡砂土散落。
[0021]进一步地，所述加压机构还包括压力传感器，所述压力传感器固定在所述传力杆上，以测量传力杆的压力。压力传感器设置在传力杆上，反馈施加荷载。
[0022]进一步地，所述底板上开设有直径与所述土样室一致的限位凹槽，用以土样室的
对中和限位。土样室放置在限位凹槽中，防止左右移动，减少试验误差。
[0023]进一步地，所述反力拉杆的一端设有外螺纹，所述底板的边缘位置开设有与所述反力拉杆相匹配的内螺纹，反力拉杆与底板通过外螺纹螺旋固定连接；所述顶板上开设有与所述反力拉杆对应的圆孔，反力拉杆的另一端穿过圆孔与顶板通过螺帽固定连接。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的测试装置的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的测试装置中透水底板的俯视图；
[0026]图3为本专利技术的测试装置中透水隔板的侧视图；
[0027]图4为本专利技术的测试装置中反力架的结构示意图；
[0028]图5为本专利技术的测试装置中反力架的侧视图。
[0029]其中，附图说明，1
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土样室；2
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反力架；3
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加压机构；4
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气液转换器；5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其特征在于，包括：土样室，其为底部封闭的透明圆筒结构，其侧壁上设有刻度，内部设有透水底板和透水隔板，所述透水隔板垂直设置在土样室底部；所述透水底板位于透水隔板上部，其用于装填土样；所述土样室顶部开设有出水口，底部开设有进水口；竖向加载系统，包括反力架和加压机构，所述土样室置于所述反力架中，所述加压机构设于所述反力架顶部，且穿入反力架与土样室中的土样接触，以对土样施加竖向压力；孔压加载系统，与所述出水口和所述进水口相连通，用于在土样室进行渗透淤堵试验时提供不同的孔压；动力系统，分别与所述竖向加载系统和孔压加载系统电连接，为竖向加载系统和孔压加载系统提供动力源。2.根据权利要求1所述的一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其特征在于，所述反力架包括底板、顶板和若干根反力拉杆，所述反力拉杆的两端分别与所述顶板和底板固定连接，且顶板上还开设有容许所述加压机构通过的通孔。3.根据权利要求2所述的一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其特征在于，所述加压机构包括气压缸、传力杆和透水加载板；所述气压缸设于所述顶板上，其底部与顶板固接，且覆盖在所述通孔上；所述透水加载板设置在所述土样室内；所述传力杆一端设于所述气压缸中，另一端穿过通孔进入到土样室，与设于土样上方的透水加载板固接。4.根据权利要求1所述的一种用于室内测试碎石桩排水抗液化通道淤堵特性的装置，其特征在于，所述孔压加载系统包括水箱、气液转换器和量筒；所述水箱与气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平山，梁小丛，邱青长，周红星，王婧，王德咏，张璟泓，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：