【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程领域，涉及一种真空预压单元体模型装置及其试验方法。
技术介绍
1、我国在沿海和内陆等许多地区都分布着大量软弱黏土层，这类土层具有含水率高、压缩性大、强度低、透水性差的特点；因此，这类土层通常需要进行加固处理，常用处理方法有堆载预压法、强夯法、真空预压法、固化法等。在各种处理方法中，真空预压法由于具有工期短、造价低、安全性好、环境污染小、一次性可处理的软土面积大等突出优点。
2、其中，室内真空预压试验通常采用定制的模型装置开展。公开号为cn207659955u的中国专利公开的一种适用于软基处理的新型直排式真空预压装置，所述适用于软基处理的新型直排式真空预压装置包括真空支管，所述真空支管被容纳在真空管沟内且水平铺设，所述真空支管与真空主管相连通，所述真空支管与所述塑料排水板通过三通密封接头与塑料排水板相连接，所述塑料排水板垂直铺设，所述真空主管与气水分离器相连，所述水气分离器通过管道与抽真空系统相连，所述管道上安装有阀门。
3、但其尚存在缺点：该装置使用聚乙烯密封膜模拟现场压膜施工来保证装置的气密性，然而，此类密封膜在真空作用下极易产生侧向收缩，导致土单元的侧向变形过大，而竖向变形偏小。此外，由于侧向收缩作用，侧向变形深度随着真空过程不断加深，导致真空预压后期土体与装置裂隙增大，土体真空度降低，最终真空预压试验效果难以保证，为此要解决真空预压装置在使用聚乙烯密封膜模拟现场压膜保证气密性时，会影响试验效果的问题。
技术实现思路
1、鉴于背景技
2、为此，本专利技术是采用如下技术方案来实现的：
3、一种真空预压单元体模型装置，包括模型桶系统、真空预压装置和排水板，所述模型桶系统包括支撑组件和圆柱形桶体，桶体安装于支撑组件上，所述真空预压装置包括抽真空装置和轴管组件，轴管组件底部伸入圆柱形桶体内，轴管组件顶部通过真空软管与抽真空装置连接，所述排水板竖向埋设在桶体的土体内，排水板顶部伸入轴管组件内腔。
4、进一步的，所述轴管组件包括线性轴承、圆形压板和轴管，所述轴管套接在线性轴承中，并可沿线性轴承移动，所述轴管上端设有可拆卸的橡胶盖，真空软管一端穿过橡胶盖与轴管内腔导通，真空软管另一端与抽真空装置连接，所述轴管下端与圆形压板可拆卸连接，所述圆形压板伸入圆柱形桶体内，所述圆形压板中间位置设有卡槽，排水板顶部卡入卡槽并伸入轴管空腔内。
5、进一步的，所述支撑组件包括圆形底板、圆形盖板和固定棒，所述圆形底板设有圆形凹槽，所述圆柱形桶体下端卡接在圆形凹槽上，所述圆形底板通过螺母调节安装在固定棒下端，所述圆形盖板穿过固定棒设置在圆柱形桶体顶部，圆形盖板通过螺母与固定棒固定连接。
6、进一步的，所述线性轴承固定连接在圆形盖板上，所述圆形盖板中间设有与轴管适配的通孔，所述轴管穿过线性轴承和圆形盖板通孔与圆形压板连接。
7、进一步的，所述圆柱形桶体外壁均匀设置多个桶体通孔，使用时，土体内埋设的测量仪器的线路由桶体通孔向外引出，与外部采集仪表连接。
8、进一步的，所述轴管与圆形压板连接处铺设有密封膜，密封膜依次贴合圆形压板上端面和模型桶内壁，密封膜外沿延伸出圆柱形桶体桶口，封闭模型桶时，所述圆形盖板压紧圆柱形桶体桶口的密封膜。
9、进一步的，所述圆形压板侧面套有o形圈，所述o形圈贴紧圆柱形桶体内壁。
10、进一步的，所述圆柱形桶体内壁设有滑槽，多个支撑架沿滑槽滑动并可安装在滑槽上，所述支撑架包括调节部和支撑板，所述支撑板上设有多个圆形通孔，所述调节部由滑块、固定螺母和连接杆连接组成，所述连接杆固定在滑块和支撑板之间，所述固定螺母螺纹连接在连接杆上，所述滑块套接在滑槽内并可沿滑槽移动，当支撑架沿滑槽移动到设定需要安放仪器的位置时，旋转固定螺母使得调节部与滑槽夹持固定。
11、进一步的，所述圆柱形桶体内设置有固定架组件，所述固定架组件由多个固定架组成，所述固定架顶部设有凸起，底部设有与凸起对应的凹槽，相邻固定架之间通过凸起和凹槽相互插接固定，再将测量仪器安放在设计要求的高度上，使测量仪器位置固定。
12、一种真空预压单元体模型装置的试验方法，步骤如下，
13、(1)模型桶组装
14、将圆柱形桶体安装在圆形底板的凹槽内，通过调节固定棒底部的螺母使圆柱形桶体平衡，圆柱形桶体平衡后在圆形底板与圆柱形桶体的连接处打上玻璃胶；
15、(2)测量设备安装
16、在安装好模型桶后内，将测量装置置入圆柱形桶体内，并固定在设计位置，将测量装置的数据线穿过圆柱形桶体外壁上的通孔，与外部的仪表连接，并将孔洞密封；
17、(3)倒入试验土样
18、在圆柱形桶体内壁和圆形压板贴合处涂上凡士林，然后向桶内倒入试验土样至设计高度，在土体中插入排水板，在土体表面铺设土工布。
19、(4)安装轴管组件
20、将线性轴承固定在盖板上，轴管穿过盖板和线性轴承，轴管底部与固定压板连接并伸入桶体内，在线性轴承与轴管连接处绑上防水黑胶带，固定圆形压板；
21、(5)密封处理
22、将密封膜套在轴管上，并将密封膜底部铺设部位贴合圆形压板和圆柱形桶体内壁，将铺设好的密封膜拉出圆柱形桶体桶口至一定的长度，而后将圆形盖板上的孔洞穿过固定棒，同时将排水板插入圆形压板上的卡槽内，并使圆形盖板压住圆柱形桶体桶口处的密封膜，拧紧固定棒上的螺母，以保证圆形盖板与圆柱形桶体连接处的密封性；
23、(6)测量土体初始高度
24、拧紧轴管上的橡胶盖，将橡胶盖上的真空软管与水气分离瓶一端连接，水气分离瓶另一端与真空泵相连，随后撕开绑在轴管上的防水黑胶带，轴管往下滑落，使圆形压板与土体表面贴合，测量轴管初始高度；
25、(7)测量沉降
26、开启抽真空系统，土体内水先通过插入卡槽的排水板排到轴管内，再通过与轴管导通的真空软管排入水气分离瓶中，测量装置测出数据并通过仪表传输至电脑，抽真空过程中，圆形压板跟随土体沉降向下移动，驱使轴管跟随圆形压板向下移动，从而通过测量轴管高度得出土体表层的沉降。
27、采用上述技术方案后，有益效果如下：
28、1、通过测量仪器的数据，可有效模拟排水板为中心的土体单元变形特征；
29、2、密封膜设置于圆形压板上端面，使得使用过程中土体不与密封膜直接或间接接触，土体不会受到密封膜导致的侧向变形的影响，既可以有效保证真空预压过程中的密封性，又不会因使用密封膜而影响试验结果；
30、3、圆形压板贴合土面，清晰的测量土体初始本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空预压单元体模型装置，其特征在于：包括模型桶系统、真空预压装置和排水板，所述模型桶系统包括支撑组件和圆柱形桶体，桶体安装于支撑组件上，所述真空预压装置包括抽真空装置和轴管组件，轴管组件底部伸入圆柱形桶体内，轴管组件顶部通过真空软管与抽真空装置连接，所述排水板竖向埋设在桶体的土体内，排水板顶部伸入轴管组件内腔。
2.根据权利要求1所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述轴管组件包括线性轴承、圆形压板和轴管，所述轴管套接在线性轴承中，并可沿线性轴承移动，所述轴管上端设有可拆卸的橡胶盖，真空软管一端穿过橡胶盖与轴管内腔导通，真空软管另一端与抽真空装置连接，所述轴管下端与圆形压板可拆卸连接，所述圆形压板伸入圆柱形桶体内，所述圆形压板中间位置设有卡槽，排水板顶部卡入卡槽并伸入轴管空腔内。
3.根据权利要求1或2所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述支撑组件包括圆形底板、圆形盖板和固定棒，所述圆形底板设有圆形凹槽，所述圆柱形桶体下端卡接在圆形凹槽上，所述圆形底板通过螺母调节安装在固定棒下端，所述圆形盖板穿过固定棒设置在圆柱形桶体顶部，圆形盖
4.根据权利要求3所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述线性轴承固定连接在圆形盖板上，所述圆形盖板中间设有与轴管适配的通孔，所述轴管穿过线性轴承和圆形盖板通孔与圆形压板连接。
5.根据权利要求4所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述圆柱形桶体外壁均匀设置多个桶体通孔，使用时，土体内埋设的测量仪器的线路由桶体通孔向外引出，与外部采集仪表连接。
6.根据权利要求5所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述轴管与圆形压板连接处铺设有密封膜，密封膜依次贴合圆形压板上端面和模型桶内壁，密封膜外沿延伸出圆柱形桶体桶口，封闭模型桶时，所述圆形盖板压紧圆柱形桶体桶口的密封膜。
7.根据权利要求2所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述圆形压板侧面套有O形圈，所述O形圈贴紧圆柱形桶体内壁。
8.一种真空预压单元体模型装置的试验方法，其特征是：步骤如下，
9.根据权利要求6所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述圆柱形桶体内壁设有滑槽，多个支撑架沿滑槽滑动并可安装在滑槽上，所述支撑架包括调节部和支撑板，所述支撑板上设有多个圆形通孔，所述调节部由滑块、固定螺母和连接杆连接组成，所述连接杆固定在滑块和支撑板之间，所述固定螺母螺纹连接在连接杆上，所述滑块套接在滑槽内并可沿滑槽移动，当支撑架沿滑槽移动到设定需要安放仪器的位置时，旋转固定螺母使得调节部与滑槽夹持固定。
10.根据权利要求6所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述圆柱形桶体内设置有固定架组件，所述固定架组件由多个固定架组成，所述固定架顶部设有凸起，底部设有与凸起对应的凹槽，相邻固定架之间通过凸起和凹槽相互插接固定，再将测量仪器安放在设计要求的高度上，使测量仪器位置固定。
...【技术特征摘要】
1.一种真空预压单元体模型装置，其特征在于：包括模型桶系统、真空预压装置和排水板，所述模型桶系统包括支撑组件和圆柱形桶体，桶体安装于支撑组件上，所述真空预压装置包括抽真空装置和轴管组件，轴管组件底部伸入圆柱形桶体内，轴管组件顶部通过真空软管与抽真空装置连接，所述排水板竖向埋设在桶体的土体内，排水板顶部伸入轴管组件内腔。
2.根据权利要求1所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述轴管组件包括线性轴承、圆形压板和轴管，所述轴管套接在线性轴承中，并可沿线性轴承移动，所述轴管上端设有可拆卸的橡胶盖，真空软管一端穿过橡胶盖与轴管内腔导通，真空软管另一端与抽真空装置连接，所述轴管下端与圆形压板可拆卸连接，所述圆形压板伸入圆柱形桶体内，所述圆形压板中间位置设有卡槽，排水板顶部卡入卡槽并伸入轴管空腔内。
3.根据权利要求1或2所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述支撑组件包括圆形底板、圆形盖板和固定棒，所述圆形底板设有圆形凹槽，所述圆柱形桶体下端卡接在圆形凹槽上，所述圆形底板通过螺母调节安装在固定棒下端，所述圆形盖板穿过固定棒设置在圆柱形桶体顶部，圆形盖板通过螺母与固定棒固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是：所述线性轴承固定连接在圆形盖板上，所述圆形盖板中间设有与轴管适配的通孔，所述轴管穿过线性轴承和圆形盖板通孔与圆形压板连接。
5.根据权利要求4所述的一种真空预压单元体模型装置，其特征是...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪俊峰，赵文杰，谢彬，金芳义，蔡良洁，吕有畅，金锦强，高紫阳，应梦杰，叶瑞珑，朱萧霄，按打日拉，袁国辉，王龙，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：
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