一种排水距离可控的密封固结仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种排水距离可控的密封固结仪，包括数据采集单元，还包括用于对土样施加荷载并使土样固结的固结单元、用于调整土体固结渗流路径长度的渗流单元和使土样脱气饱和的饱和单元，数据采集单元通过数据采集线、导管与其他各单元连接，固结单元、渗流单元和饱和单元通过导管相互连接，饱和单元与固结单元、渗流单元两者之间连接设有反压饱和阀、截断阀、饱和阀和真空抽气阀；还提供了一种排水距离可控的密封固结仪使用方法，包括上述固结仪；本实用新型专利技术能改变固结土体的排水面距离，采用折叠密封构件和组合密封圈保证了装置的密封性，采用真空抽气饱和与反压饱和结合的方法，进一步提高土样饱和度和提高土样饱和便捷性。捷性。捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种排水距离可控的密封固结仪


[0001]本技术涉及岩土工程室内试验
，具体涉及一种排水距离可控的密封固结仪。

技术介绍

[0002]固结实验是岩土室内实验技术中的重要内容之一，固结实验是对土的工程性质进行测试，并获得土的物理性指标和力学性指标的实验工作。固结实验(亦称压缩实验)是研究土的压缩的最基本的方法。固结实验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土制备成一定规格的土样，然后置于固结仪内，在不同荷载和在完全侧限条件下压缩变形。土是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随其受力状态、应力历史、加载速率和排水条件的不同而变得更加复杂。所以，要使固结实验能控制不同的实验条件且保证实验结果的准确性，采用适合、可靠的固结仪器进行固结实验是必要的。
[0003]地基沉降计算是岩土工程领域的重点和难点问题，根据引起地基沉降的不同原因，可以将总沉降分为三部分：瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。瞬时沉降是在荷载施加瞬时产生的，在施工期内变形就已经全部发生；而主固结沉降和次固结沉降与时间密切相关，在施工期完成后的数年甚至数十年后将一直存在，而且现有的文献、现场实测资料都表明主固结变形和蠕变变形之间是相互作用，共同影响着地基的沉降和长期沉降。
[0004]工程中常用的地基沉降计算方法，认为蠕变变形是在主固结之后才产生的，主固结完成之后，地基沉降由主固结沉降叠加次固结沉降。而实际工程中的深厚软土地基，由于其黏滞性强，渗透系数小，靠近排水边界的土体单元主固结完成时间较短，较早地发生了蠕变变形，而对于整个软土地基而言，其固结时间很长，因此主固结阶段的蠕变效应不可忽略，需要考虑固结变形和蠕变变形的相互作用机理。
[0005]现阶段用于常规固结的实验设备较为完善，相对而言，用于研究土体长时间固结实验设备较为滞后。对于长时间固结实验而言，实验周期较长，仪器的密封性对实验的精度有重要影响。在进行固结实验时，加压活塞要向下位移的情况下，想要保证仪器的密封性往往会引入其它外力。例如：现阶段的固结仪要保证密封性往往会在加压活塞轴周加入橡胶圈，而橡胶圈和轴筒之间会产生较大摩擦力；另外，模型参数的准确性是正确计算深厚地基沉降的关键因素，传统变形参数的获取是基于实验室2cm或4cm高土样的一维侧限固结试验，这与现场十几米甚至几十米的深厚软土地基的实际变形情况有所出入。已有学者通过直接加高环刀来研究变形参数随排水距离的影响，但直接加高环刀必然增加土样与环刀内壁之间的摩阻力，土体不再处于无侧限压缩状态，有剪切变形的产生，而且环刀的高度受试验条件的限制，环刀能加高的高度有限。因此排水面的距离对土体的固结有重要影响，然而现有技术中缺乏能自由控制排水距离的固结仪器。
[0006]综上所述，基于现有侧限固结试验的机理，研制一种能进行不同排水距离且密封性能好的固结仪，以还原现场深厚软土地基固结变形与蠕变变形的相互作用，提升深厚软基上工程设计理论水平，是目前本领域有待解决的难点和重点问题。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种排水距离可控的密封固结仪，通过设置用于对土样施加荷载并使土样固结的固结单元、用于调整土体固结渗流路径长度的渗流单元和使土样脱气饱和的饱和单元以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0009]一种排水距离可控的密封固结仪，包括数据采集单元，还包括用于对土样施加荷载并使土样固结的固结单元、用于调整土体固结渗流路径长度的渗流单元和使土样脱气饱和的饱和单元，数据采集单元通过数据采集线、导管与其他各单元连接，固结单元、渗流单元和饱和单元通过导管相互连接，饱和单元与固结单元、渗流单元两者之间连接设有反压饱和阀、截断阀、饱和阀和真空抽气阀；
[0010]所述数据采集单元包括用于采集饱和单元数据的第一孔压传感器、用于采集固结单元数据的第二孔压传感器、用于采集渗流单元数据的第三孔压传感器、用于采集固结单元数据的位移传感器和数据采集系统；
[0011]所述固结单元包括压盖、折叠密封构件、环刀、导向组件、固定螺栓、组合密封圈、O型密封圈、固结仪底座和固结过滤层；
[0012]所述渗流单元包括半开口圆筒、卡接槽、卡接扣件、密封圈、渗流过滤层、集水玻璃管和调节杆件，所述卡接扣件活动连接在半开口圆筒内壁上的卡接槽中，通过拉动与卡接扣件固定连接的调节杆件，使卡接扣件沿卡接槽移动，从而实现调整土体固结渗流的路径长度；
[0013]所述饱和单元包括第一脱气水罐、反压计、第二脱气水罐和真空抽气仪；
[0014]优选的，所述固结仪底座为凹形底座，固定螺栓将导向组件固定在固结仪底座上，导向组件的内部空间用于对土样施加荷载并使土样固结，土样先后经过两组固结过滤层过滤，第一组设于压盖底部，第二组设于导向组件底部,最后从排水孔排出；
[0015]优选的，所述固结单元设有用于放置O型密封圈的O型密封圈凹槽，用于收集土体固结所排出水体的集水凹槽；
[0016]优选的，所述固结单元的折叠密封构件一端通过卡箍与压盖连接，另一端通过螺钉和环形压片与导向组件连接，所述折叠密封构件为易成形且不透水的橡胶模，中间部分弯曲折叠，当压盖向下移动时，弯曲折叠部分自由张开，不引入外力；所述固结单元的组合密封圈设于压盖两侧，包括呈O形的橡胶内圈和材料为填充聚四氟乙烯的外圈，当压盖向下移动时，内圈受压提供弹性，使外圈与导向组件紧贴，减小组合密封圈与导向组件之间摩擦阻力；折叠密封构件与组合密封圈共同作用下使固结单元的顶部形成密封边界；
[0017]所述固定螺栓将导向组件固定在固结仪底座的同时挤压O型密封圈，使固结单元的底部形成密封边界密封；
[0018]优选的，所述固结仪底座与导向组件之间的空腔注水满至折叠密封构件位置，防止固结土体内部水分蒸发；
[0019]优选的，所述压盖设置有斜孔，斜孔进口端处于压盖顶部且不经过压头，斜孔出口端处于压盖底部中心位置，既保证了加压点为中心位置，也保证了渗流导出点也是中心点位置；
[0020]优选的，所述渗流单元设有两组渗流过滤层，第一层设于半开口圆筒的侧壁，第二
层设于卡接扣件左侧，所述卡接扣件设有用于放置密封圈的密封圈凹槽，中心处还设有渗流孔，从渗流孔延伸出的管道经过排水阀后与集水玻璃管连接；
[0021]优选的，所述卡接扣件通过螺纹连接有两根调节杆件，两根调节杆件对称设置避免移动时发生侧移，且两根调节杆件上设有刻度；
[0022]优选的，所述密封圈在卡接扣件与半开口圆筒挤压时使边界密封；
[0023]优选的，所述渗流过滤层的外边缘采用防水密封胶与半开口圆筒、卡接扣件紧密胶结，以减少渗流路径上的空隙，避免由于水体渗入空隙中而导致试验误差；
[0024]作为一种优选的方案，所述饱和单元的第二脱气水罐通过饱和阀连接于渗流单元与固结单元顶部相连的管道中，所述饱和单元的真空抽气仪通过真空抽气阀连接于渗流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排水距离可控的密封固结仪，包括数据采集单元，其特征在于，还包括用于对土样施加荷载并使土样固结的固结单元、用于调整土体固结渗流路径长度的渗流单元和使土样脱气饱和的饱和单元，数据采集单元通过数据采集线、导管与其他各单元连接，固结单元、渗流单元和饱和单元通过导管相互连接，饱和单元与固结单元、渗流单元两者之间连接设有反压饱和阀、截断阀、饱和阀和真空抽气阀；所述数据采集单元包括用于采集饱和单元数据的第一孔压传感器、用于采集固结单元数据的第二孔压传感器、用于采集渗流单元数据的第三孔压传感器、用于采集固结单元数据的位移传感器和数据采集系统；所述固结单元包括压盖、折叠密封构件、环刀、导向组件、固定螺栓、组合密封圈、O型密封圈、固结仪底座和固结过滤层；所述渗流单元包括半开口圆筒、卡接槽、卡接扣件、密封圈、渗流过滤层、集水玻璃管和调节杆件，所述卡接扣件活动连接在半开口圆筒内壁上的卡接槽中，通过拉动与卡接扣件固定连接的调节杆件，使卡接扣件沿卡接槽移动，从而实现调整土体固结渗流的路径长度；所述饱和单元包括第一脱气水罐、反压计、第二脱气水罐和真空抽气仪。2.根据权利要求1所述的固结仪，其特征在于，所述固结仪底座为凹形底座，固定螺栓将导向组件固定在固结仪底座上，导向组件的内部空间用于对土样施加荷载并使土样固结，土样先后经过两组固结过滤层过滤，第一组设于压盖底部，第二组设于导向组件底部。3.根据权利要求2所述的固结仪，其特征在于，所述固结单元的折叠密封构件一端通过卡箍与压盖连接，另一端通过螺钉和环形压片与导向组件连接，所述折叠密封构件为易成形且不透水的橡胶模，中间部分弯曲折叠，当压盖向下移动时，弯曲折叠部分自由张开，不引入外力；所述固结单元的组合密封圈设于压盖两侧，包括呈O形的橡胶内圈和材料为填充聚四氟乙烯的外圈，当压盖向下移...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁远锦，罗庆姿，袁炳祥，王婉莹，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：