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原文传递一种土体沉降变形的模型试验装置及测量方法

专利名称：	一种土体沉降变形的模型试验装置及测量方法
摘要：	一种土体沉降变形的模型试验装置及测量方法，所述模型试验装置包括：加载箱体；加载装置；以及沉降分区装置，包括沉降调整装置和沉降测量装置；所述测量方法包括利用本发明所述的一种土体沉降变形的模型试验装置的测量方法，包括以下步骤：调整沉降调整装置位置，并向加载箱体内铺装配置好的土样试件，并保持沉降调整装置的顶部支撑面支撑在土样试件的测试部底部；调整加载装置，为下部土层施加均布荷载；调整沉降调整装置顶部支撑面的纵向高度，使得土样试件发生沉降，沉降过程中记录沉降参数。本发明的有益效果是：可以测量土体试样的沉降参数，模拟研究防渗层的开裂情况及裂缝的发展情况与沉降变形之间的规律，结构简单，操作方便，结果准确。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江工业大学
发明人：	许四法;金磊;陆柯颖;张腾遥;魏伟伟;王哲;王启湘;赵伟阳;方笛竹;倪达;郑文豪;陈景榜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910024415.5
公开号：	CN109765107A
代理机构：	杭州天正专利事务所有限公司
代理人：	黄美娟;王兵
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	310014 浙江省杭州市下城区潮王路18号
主权项：	1.一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于，包括：加载箱体，具有一加载腔；加载箱体上部设有可与加载腔连通的输气通道；加载箱体的上端拆卸式安装一用于封在加载腔上端敞口处的封口板，加载腔的底部敞口；加载装置，设置在加载腔的上部，并且加载装置的充气口与输气通道管路连通，用于向加载装置内充放气体以调整加载腔空间的大小；以及沉降装置，包括沉降调整装置和沉降测量装置，所述沉降调整装置置于固定框架底部，并封堵在加载箱体下端敞口处，并且沉降调整装置与加载装置之间留有用于容纳土样试件的间隙；所述沉降调整装置顶部支撑面支撑在土样试件的测试部，用于调整沉降调整装置的顶部支撑面高度以测量土样试件测试部的沉降量。 2.如权利要求1所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述加载箱体包括固定框架、侧挡板以及封口板，所述固定框架的侧面固装侧挡板，而固定框架的顶部拆卸式安装封口板，所述侧挡板围挡在固定框架的侧面，其中侧挡板、封口板围成一底部开放的加载腔；其中一侧挡板的上部设有输气通道。 3.如权利要求1所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述加载装置为一带有充气口的橡胶袋，其中加载装置的充气口与输气通道管路连通，用于向加载装置内注入空气以对土体试件表面加压。 4.如权利要求1所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述的沉降调整装置包括底部支撑板、钢筋混凝土试块、水平支撑板、水平调节钢管和竖直支撑钢管，两块所述钢筋混凝土试块对称放置在底部支撑板上，且两块钢筋混凝土试块之间的沉降区通过多组竖直支撑钢管沿格挡长度方向分隔成多个区域；竖直支撑钢管底部与底部支撑板固接，竖直支撑钢管沿轴向从上到下拆卸式铺装若干层水平支撑板，且水平支撑板之间留有用于容纳用于均匀铺设水平调节钢管的调节格挡，使得两相邻水平支撑板之间的每层调节格挡能且仅能容纳一层水平调节钢管，保持水平调节钢管沿格挡宽度方向布置，且水平调节钢管的最高点和最低点均与相应水平支撑板接触；最上层的水平支撑板作为沉降调整装置的顶部支撑面支撑在土样试件的测试部正下方；定义格挡宽度方向为两钢筋混凝土试块之间的水平调节钢管轴线方向，定义格挡长度方向为与水平调节钢管轴线方向垂直的水平方向。 5.如权利要求4所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：调节格挡分为从上到下分为两档，其中第一档调节格挡位于第二挡的调节格挡上部，其高度小于第二档格挡的高度，即第一档调节格挡内的水平调节钢管直径小于第二档调节格挡内的水平调节钢管直径。 6.如权利要求1所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述沉降调整装置包括钢筋混凝土试块、顶部支撑板和千斤顶，两块所述钢筋混凝土试块对称放置在固定框架底部；所述千斤顶置于两块钢筋混凝土试块之间的沉降区，并且千斤顶的顶部升降端配装一水平设置的顶部支撑板；所述的顶部支撑板作为沉降调整装置的顶部支撑面支撑在土样试件的测试部正下方。 7.如权利要求6所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述沉降测量装置为可测量土样试件的测试部沉降位移的测量尺或者位移计，若为位移计，所述位移计设置在所述底部支撑板与顶部支撑板之间。 8.如权利要求7所述的一种土体沉降变形的模型试验装置，其特征在于：所述模型试验装置还包括渗透装置，其中所述的渗透装置设置在加载装置与土样试件之间，包括输水管道、流量计、防水卷材和塑料盒，加载箱体上部设有输水口设置在塑料盒上端敞口处，用于向塑料盒内注水；所述的输水管第一端与输水口管路连通，输水管的第二端配有用于控制管内流量的流量计；所述塑料盒铺设在土体试样表面，并且所述的塑料盒上端敞口铺设防水卷材，而塑料盒底面和/或侧壁设有布水孔。 9.如权利要求1～5任意一项所述的一种土体沉降变形的模型试验装置的测量方法，包括以下步骤： 1)将沉降调整装置放置于加载箱体正下方； 2)从加载箱体顶部向加载腔内铺装配置好的土样试件，并保持沉降调整装置的顶部支撑面支撑在土样试件的测试部底部； 3)在土样试件表面放置加载装置，并保持加载装置的充气口与输气通道管路连通； 4)将封口板盖在固定框架的顶部，并用螺栓紧固好； 5)向加载装置内充气，为下部土层施加均布荷载； 6)抽出沉降调整装置中的水平调节钢管，由中间向两边抽取钢管，再由上到下进行抽取，抽取的过程中，土样发生沉降，沉降过程中记录荷载、沉降量、裂缝等沉降参数。 10.如权利要求6～8任意一项所述的一种土体沉降变形的模型试验装置的测量方法，包括以下步骤： 1)将沉降调整装置放置于加载箱体正下方； 2)从加载箱体顶部向加载腔内铺装配置好的土样试件，并保持沉降调整装置的顶部支撑面支撑在土样试件的测试部底部； 3)在土样试件表面放置塑料盒，再在上面铺设防水卷材，最后放置加载装置，并保持加载装置的充气口与输气通道管路连通； 4)将封口板盖在固定框架的顶部，并用螺栓紧固好； 5)下部土层施加均布荷载： (1)试验时先开启水管阀门通水，待输水管内液体流量稳定后向加载装置里面注入空气，为下部土层施加均布荷载； (2)直接向加载装置里面注入空气，为下部土层施加均布荷载；其中步骤(1)、(2)择一即可； 6)千斤顶以设定的的速度下降，直至设定的沉降量，千斤顶下降的过程中，土样发生沉降，沉降过程中记录荷载、沉降量，观察裂缝与渗漏情况。
所属类别：	发明专利