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原文传递一种固结渗透试验装置及其操作方法

专利名称：	一种固结渗透试验装置及其操作方法
摘要：	本发明公开了一种固结渗透试验装置及其操作方法，属于土工试验领域。主要包括渗透固结仪、压力传感器、百分表、加载装置、注射泵、孔压传感器和计算机。渗透固结仪由底座、套筒、密封橡胶圈、上盖、气缸活塞构成，通过加载装置对土样加压，使其固结；土样固结完成后，保持加载恒定，对土样进行渗透试验，通过孔压传感器测出水压大小，通过计算机调节注射泵提供稳定水压。本装置实现试验过程中数据自动化测量，借助气缸活塞降低装置内部的摩擦力，在固结完成后，直接进行渗透试验，避免土样再次扰动，该装置操作方便、且试验结果较好。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州大学
发明人：	刘忠玉;宁秉正;张家超;夏洋洋;崔鹏陆;范智铖;张旭阳;朱新牧;魏建东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910111873.2
公开号：	CN109682741A
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新区科学大道100号
主权项：	1.一种固结渗透试验装置，其特征在于：主要包括渗透固结仪、压力传感器、百分表、加载装置、抽滤瓶、天平、注射泵、集水瓶、孔压传感器和计算机；渗透固结仪由底座、套筒、上密封橡胶圈、下密封橡胶圈、上盖、气缸活塞组成；所述底座中间凸起，凸起部分直径等于所述的套筒内径，底座周边依次设有密封橡胶圈固定槽、两个螺钉孔和两个螺杆孔，且此处螺钉孔和螺杆孔都为内螺纹孔，底座设有进水孔；所述的气缸活塞主要由传力杆、气缸、密封橡胶套和气缸底座构成；所述的套筒下部带裙边，裙边上设有螺钉孔；所述的上盖设有排气孔、排水孔、密封橡胶圈固定槽和螺杆孔；所述的套筒内部由下至上依次为下透水石、下滤纸、土样、上滤纸、上透水石和试样帽；所述的试样帽上设有承压槽和透水孔；所述的传力杆底部连接压力传感器，压力传感器底部与所述的承压槽相吻合；所述的集水瓶的上端与安装后套筒的上端平齐；所述的注射泵为活塞推进式，注射泵通过注射管与底座上的进水孔相连，注射管上分出两个支管分别连接孔压传感器和集水瓶；注射泵、孔压传感器、天平、百分表分别通过注射泵数据线、孔压数据线、水量数据线和位移数据线与计算机相连接，压力传感器通过压力数据线与配套的压力测量仪相连；所述的加载装置由固定在台座上的支撑杆、与支撑杆铰连的杠杆、砝码盘组成。 2.如权利要求1所述的固结渗透试验装置的操作方法，包括下述的操作步骤：步骤1: 准备1个环刀，内表面涂抹一层凡士林，用环刀从已经重塑的土块上取土样；步骤2: 将带环刀的土样放入真空缸中，在真空缸和真空缸的盖之间涂一薄层凡士林，盖紧，使用抽气机对真空缸抽气，使压力表读数接近一个大气压，继续抽气1个小时，然后通过真空缸上的注水管缓慢注水，完全浸泡土样，关闭抽气机，缸内压力保持稳定，静置10小时；步骤3: 将台座放置在平整的试验台面上，将底座放置在台座上，在套筒内壁涂一层凡士林，将上密封橡胶圈和下密封橡胶圈分别放入套筒的上固定槽和下固定槽，用螺钉穿过套筒螺钉孔，连接底座螺钉孔，然后拧紧，保证底座与套筒紧密连接；在套筒底部依次放入下透水石和下滤纸，关闭注射管上的阀门和连接孔压传感器水管上的阀门，通过套筒上口向套筒中注满蒸馏水；步骤4：打开与孔压传感器相连接水管上的阀门，当有水从该水管的顶部连续冒出后，安装孔压传感器；步骤5：通过套筒口向套筒内补满水，打开注射管上的阀门和补水管上的阀门，排出管内空气，关闭补水管上的阀门，向集水瓶加满水，将带有土样的环刀对准套筒上口，将土样推入套筒内,在土样上表面依次放入上滤纸和上透水石及试样帽；步骤6:将内部带有密封橡胶套的气缸活塞拧入气缸底座，拧紧后将上盖置于套筒上，使螺杆穿过上盖螺杆孔，并拧紧螺帽，使用导水管连接排水孔至抽滤瓶，抽滤瓶置于天平上；步骤7：将下端连接有压力传感器的传力杆插入气缸活塞，安装百分表；步骤8：调整砝码盘中的砝码，使压力传感器的测试仪上的数值达到试验设定值；步骤9：当孔压传感器的读数小于孔压初始值的5%时，认为土样已经固结完成，得出孔压及土样竖向变形随时间的变化曲线；步骤10：通过与排气孔相连的排气管向套筒内注水，至有水连续流入抽滤瓶，关闭排气管上的阀门，关闭补水管上的阀门，打开注射泵开关，开始注水，计算机将读取的孔压与设定值比较，调节注射泵，使注射管内的水压为设定值；步骤11：待有水从导水管内流入抽滤瓶中开始读数，每间隔1个小时记录抽滤瓶中水的变化量，计算出该渗透压力下的渗透系数，待计算的渗透系数值稳定后，结束渗透试验。 3.如权利要求1所述的固结渗透试验装置，其特征在于：所述的传力杆表面光滑，气缸底座与上盖是一体的，气缸与气缸底座间通过螺纹连接，并在其连接处表面涂有密封材料，密封橡胶套与所接触的传力杆外表面及气缸内表面紧密接触，不透水。 4.如权利要求1所述的固结渗透试验装置，其特征在于：所述的压力传感器为防水的，已与压力测量仪配套标定。 5.如权利要求1所述的固结渗透试验装置，其特征在于：所述的上透水石、下透水石、试样帽的外径比套筒的内径小0.02毫米。 6.如权利要求1所述的固结渗透试验装置，其特征在于：所述的孔压传感器的下端与土样的下端平齐。 7.如权利要求2所述的固结渗透试验装置的操作方法，步骤11的实施过程中，当注射泵一个行程结束后，关闭注射管上的阀门，打开补水管上的阀门，注射泵活塞回程，为注射泵补水，再关闭补水管上的阀门，打开注射管上的阀门，继续进行渗透试验。 8.如权利要求1所述的固结渗透试验装置，其特征在于：所述的底座、套筒、上盖、气缸、传力杆的材质均为不锈钢，试样帽的材质为有机玻璃。
所属类别：	发明专利