一种化学力学耦合大变形固结仪制造技术

本实用新型专利技术涉及土木工程土工试验领域，尤其涉及一种化学力学耦合大变形固结仪,包括水头支架，水头支架上放置有集液瓶，集液瓶底部连通有固结仪；固结仪包括加载框架，加载框架底部内侧固定连接有底座，底座上设置有试样室，试样室内侧底部设有下过滤板，试样室内侧上部设有上过滤板，上过滤板顶部接触设置有加载活塞的底端，加载活塞顶端穿过加载框架顶部，加载活塞上设有电子荷重器，试样室与集液瓶连通，底座连通有排水部，试样室上设有压力检测装置。本实用新型专利技术适用于化学—力学作用下，环境复杂的矿泥固结试验。环境复杂的矿泥固结试验。环境复杂的矿泥固结试验。

【技术实现步骤摘要】
一种化学力学耦合大变形固结仪


[0001]本技术涉及土木工程土工试验领域，尤其涉及一种化学力学耦合大变形固结仪。

技术介绍

[0002]目前，随着工程中的环境问题越来越突出，越来越多的学者开始研究各种环境问题带来的岩土工程新领域。自然环境中由于矿泥收到化学侵蚀的同时还受到力的耦合作用，如何模拟在此条件下矿泥的固结成为了一个关键问题。虽然矿泥的力学固结已经有前人研究，但是受样品的限制和环境的影响，在化学—力学耦合条件下矿泥的固结，鲜有人通过仪器进行矿泥固结，而两种影响因素的单纯叠加不具有参考价值。相反，用此种装置研究化学—力学耦合作用下矿泥固结沉降，试验结果具有较高参考价值；而且试样的化学
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力学条件可控，便于特定的试验研究。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种化学力学耦合大变形固结仪，以解决上述问题，适用于化学—力学作用下，环境复杂的矿泥固结试验。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0005]一种化学力学耦合大变形固结仪，包括水头支架，所述水头支架上放置有集液瓶，所述集液瓶底部连通有固结仪；
[0006]所述固结仪包括加载框架，所述加载框架底部内侧固定连接有底座，所述底座上设置有试样室，所述试样室内侧底部设有下过滤板，所述试样室内侧上部设有上过滤板，所述上过滤板顶部接触设置有加载活塞的底端，所述加载活塞顶端穿过所述加载框架顶部，所述加载活塞上设有电子荷重器，所述试样室与所述集液瓶连通，所述底座连通有排水部，所述试样室上设有压力检测装置。
[0007]优选的，试样室顶部扣接有试样帽，所述试样帽中心开设有加载活塞孔，所述试样帽上开设有出液孔，所述排水部穿过所述出液孔且部分伸入至所述试样室内侧上部，所述试样帽、底座靠近与所述试样室的一侧设有密封部。
[0008]优选的，所述密封部包括开设在所述试样帽底面的第一环形槽、开设在所述底座顶面的第二环形槽，所述第一环形槽、第二环形槽内分别设置有密封圈，所述密封圈截面为凹字形结构，所述凹字形结构直径与所述试样室直径相匹配。
[0009]优选的，所述底座开设有两个出液孔和一个进液孔，所述排水部与其中一个所述出液孔连通，所述集液瓶底部连通有橡胶导管的一端，所述橡胶导管另一端与所述进液孔连通。
[0010]优选的，所述压力检测装置包括至少三个孔隙水压力探测器，其中两个所述孔隙水压力探测器设置在所述试样室侧壁，所述底座的另一个所述出液孔连通有第二排水管的一端，所述第二排水管另一端设有剩余的一个所述孔隙水压力探测器。
[0011]优选的，所述排水部包括第一排水管，所述第一排水管一端穿过所述出液孔且部分伸入至所述试样室内侧上部，所述第一排水管另一端与所述底座的其中一个所述出液孔连通。
[0012]优选的，所述水头支架包括两个侧板，两个所述侧板之间竖直滑动连接有若干承重板，若干所述承重板竖向等间隔排列，所述集液瓶放置在任意一个所述承重板上。
[0013]优选的，所述加载框架包括下横板，所述下横板顶面固定连接有至少两个圆柱形立柱的底面，所述圆柱形立柱顶端设有上横板，所述圆柱形立柱顶端穿过所述上横板，所述圆柱形立柱顶端螺纹连接有紧固螺丝。
[0014]一种化学力学耦合大变形固结仪的试验方法，包括如下步骤：
[0015]制样，采用击实法、压实法或泥浆制样法制备圆柱试样；
[0016]装样，在所述底座上铺设下过滤板，将所述试样室放置在所述底座上，将制备好的所述试样装入所述试样室内，在所述试样顶部贴合所述上过滤板，并用所述加载活塞压至所述上过滤板顶面；
[0017]调整所述集液瓶，将所述集液瓶底部与所述试样室连通，根据装入所述试样的性质，调整所述集液瓶在水头支架上的高度；
[0018]化学—力学耦合固结，先使所述集液瓶内的化学溶液流入所述试样室，待所述试样室顶部排出所述化学溶液时，进行机械力加载，通过所述电子荷重器检测机械力的大小，并通过所述压力检测装置检测试样室内的水压；
[0019]固结判稳，在固结一定时间后用电导率仪测量所述固结仪滤出的所述化学溶液的导电率，对比滤出的所述化学溶液导电率与集液瓶内所述化学溶液导电率的大小是否相接近，来判断是否已经浸润达到平衡；并通过所述压力检测装置观测孔隙水压力大小，当其数值不变时，加载活塞的相对位移维持恒定可判定试样固结达到稳定。
[0020]本技术具有如下技术效果：
[0021]水头支架上放置集液瓶，根据固结矿泥的种类可调节合适的集液瓶高度，避免化学液对试样的过度冲蚀。
[0022]以往制备受化学侵蚀的试样都是用直接侵泡的方法，该方法不仅需要比较长的时间，而且很难判断侵入试样溶液中的化学浓度。使用集液瓶浸润，强制置换试样中的孔隙溶液，可以快速的到达所需的化学浓度，而且可以通过测量滤出液的浓度来判断是否完成置换。
[0023]以往都是单纯地化学浸泡后进行试样固结或是单独进行机械力作用固结，没有两种因素的耦合作用下的尾矿固结试验装置，而本技术的固接仪不仅有效模拟现实环境中尾矿同时受到化学—力学作用下的固结沉降，而且保证了试样在固结过程中的充收到分化学液浸润的作用。
[0024]该装置构造简单，容易操作，大大节约了水土化学试验时间。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本技术结构示意图；
[0027]图2为本技术水头支架结构示意图；
[0028]图3为本技术固结仪结构示意图；
[0029]图4为试样帽仰视结构示意图；
[0030]图5为底座俯视结构示意图；
[0031]图6为本技术实施例二结构示意图。
[0032]其中，1、侧板；101、承重板；2、集液瓶；201、橡胶导管；3、固结仪；301、紧固螺丝；302、上横板；303、电子荷重器；304、加载活塞；305、试样帽；306、上过滤板；307、密封圈；308、圆柱形立柱；309、试样室；310、第一排水管；311、孔隙水压力探测器；313、下横板；314、下过滤板；315、底座；316、第二排水管；3051、加载活塞孔；3052、出液孔；3053、第一环形槽；3151、出液孔；3152、进液孔；3153、第二环形槽；4、滑块；5、丝杠；6、电机。
具体实施方式
[0033]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学力学耦合大变形固结仪，其特征在于：包括水头支架，所述水头支架上放置有集液瓶(2)，所述集液瓶(2)底部连通有固结仪(3)；所述固结仪(3)包括加载框架，所述加载框架底部内侧固定连接有底座(315)，所述底座(315)上设置有试样室(309)，所述试样室(309)内侧底部设有下过滤板(314)，所述试样室(309)内侧上部设有上过滤板(306)，所述上过滤板(306)顶部接触设置有加载活塞(304)的底端，所述加载活塞(304)顶端穿过所述加载框架顶部，所述加载活塞(304)上设有电子荷重器(303)，所述试样室(309)与所述集液瓶(2)连通，所述底座(315)连通有排水部，所述试样室(309)上设有压力检测装置。2.根据权利要求1所述的一种化学力学耦合大变形固结仪，其特征在于：试样室(309)顶部扣接有试样帽(305)，所述试样帽(305)中心开设有加载活塞孔(3051)，所述试样帽(305)上开设有出液孔(3052)，所述排水部穿过所述出液孔(3052)且部分伸入至所述试样室(309)内侧上部，所述试样帽(305)、底座(315)靠近与所述试样室(309)的一侧设有密封部。3.根据权利要求2所述的一种化学力学耦合大变形固结仪，其特征在于：所述密封部包括开设在所述试样帽(305)底面的第一环形槽(3053)、开设在所述底座(315)顶面的第二环形槽(3153)，所述第一环形槽(3053)、第二环形槽(3153)内分别设置有密封圈(307)，所述密封圈(307)截面为凹字形结构，所述凹字形结构直径与所述试样室(309)直径相匹配。4.根据权利要求3所述的一种化学力学耦合大变形固结仪，其特征在于：所述底座(315...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海浩，陈俊霖，白志霄，颜荣涛，何来，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：新型
国别省市：