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原文传递固结-渗透-剪切波速耦合实验装置

专利名称：	固结-渗透-剪切波速耦合实验装置
摘要：	本发明公开了一种同时对土样进行渗透、固结、测定剪切波速的试验装置。包括顶盖板、底盖板、试样筒和两个加压活塞机构，试样筒安装有径向弯曲元对，试样筒上下两端连接有顶盖板和底盖板，两个加压活塞机构安装在试样筒内并伸出到试样筒外；加压活塞机构包括活塞板、导流板、透水石、活塞杆和帽体，活塞板置于试样筒内并开有圆形槽，导流板开有导流槽和导流板汇流孔，轴向弯曲元装在导流板和透水石的安装孔中并穿出插入到土样容腔的待测土样中，液压腔的内壁布置有橡胶膜千斤顶，顶盖板和底盖板上均开有两个和液压腔相通的通孔。本发明能在一个土体中同时测定径向及轴向上的剪切波速、渗透系数、竖向变形值，进行污染物击穿实验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	巴特;陈枭;王顺玉;陈超;聂绍凯;叶建设
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910200069.1
公开号：	CN109959553A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	林超
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：包括顶盖板(1)、底盖板(13)、试样筒(2)以及两个结构相同且上下对称布置的加压活塞机构，试样筒(2)的中部两侧侧壁对称安装有径向弯曲元对(12)，试样筒(2)的上下两端分别连接有顶盖板(1)和底盖板(13)，上下两个加压活塞机构主体安装在试样筒(2)内部，上下两个加压活塞机构分别贯穿穿过顶盖板(1)和底盖板(13)伸出到试样筒(2)外；上下两个加压活塞机构之间的试样筒(2)内腔构成了土样容腔(28)，待测土样置于土样容腔(28)中；每个加压活塞机构包括活塞板(16)、导流板(19)、透水石(22)、活塞杆(3)和帽体(4)，活塞板(16)置于试样筒(2)内，活塞板(16)外壁与试样筒(2)内壁通过第二O型密闭环(24)配合连接，透水石(22)放置在活塞板(16)靠近试样筒(2)中央的端面处，活塞板(16)在和透水石(22)接触的端面中心开有圆形槽，圆形槽槽底中心开有沉槽，圆形槽中装有导流板(19)，导流板(19)靠近试样筒(2)中心的一端面开有导流槽(20)，且在导流板(19)靠近试样筒(2)中心的端面偏心一侧开设导流板汇流孔(21)，导流槽(20)和导流板汇流孔(21)连通，导流板汇流孔(21)和沉槽连通；导流板(19)和透水石(22)中心均开设用于安装轴向弯曲元(23)的安装孔，轴向弯曲元(23)装在导流板(19)和透水石(22)的安装孔中并穿出安装孔后插入到土样容腔(28)的待测土样中；活塞杆(3)一端通过螺纹连接到活塞板(16)远离试样筒(2)中央的端面中心，活塞杆(3)另一端穿出顶盖板(1)/底盖板(13)后通过螺纹连接帽体(4)，帽体(4)上两侧分别开设出入流孔(10)和弯曲元连接线出口(11)，弯曲元连接线出口(11)处安装弯曲元线塞；活塞杆(3)内部设置轴向的中空通道(27)，中空通道(27)一端连通出入流孔(10)和弯曲元连接线出口(11)，中空通道(27)另一端连通活塞板(16)的沉槽；活塞板(16)和顶盖板(1)/底盖板(13)之间的试样筒(2)内腔空间形成液压腔(18)，液压腔(18)的内壁布置有环形的橡胶膜千斤顶(17)，橡胶膜千斤顶(17)分为外缘密封部分(17-3)、外圈周面褶皱部分(17-1)、底面部分和内圈周面部分(17-2)的四个部分，四个部分依次衔接成一体；外缘密封部分(17-3)紧贴布置在试样筒(2)外端面和顶盖板(1)/底盖板(13)之间，外圈周面褶皱部分(17-1)紧贴布置在试样筒(2)内壁，底面部分紧贴布置在活塞板(16)远离试样筒(2)中央的端面上，内圈周面部分(17-2)过盈配合紧贴套装在活塞杆(3)外；外圈周面褶皱部分(17-1)具有弹性伸缩性，外缘密封部分(17-3)、底面部分和内圈周面部分(17-2)不具有弹性伸缩性，使得活塞板(16)在固结实验和渗透实验进行时移动，带动外圈周面褶皱部分(17-1)伸长或者收缩，外缘密封部分(17-3)、底面部分和内圈周面部分(17-2)保持紧贴各自的表面；顶盖板(1)和底盖板(13)上均开有两个和液压腔(18)相通的通孔，一个通孔作为溢流孔，另一个通孔上安装液压腔阀门(26)，液压腔阀门(26)出口作为液压水入口(9)。 2.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：固结实验时土样容腔(28)的液体透过透水石(22)进入到导流板(19)的各个导流槽(20)，然后汇聚到导流板汇流孔(21)后再经沉槽流通到活塞杆(3)内部的中空通道(27)，最后从出入流孔(10)流出。 3.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：所述的顶盖板(1)/底盖板(13)开有中心通孔，中心通孔中安装旋塞(15)，旋塞(15)套装在活塞杆(3)上，旋塞(15)和顶盖板(1)/底盖板(13)之间的活塞杆(3)上还套装有第一O型密闭环(14)，旋塞(15)旋紧入中心通孔后将第一O型密闭环(14)压紧在活塞杆(3)和中心通孔之间的间隙处。 4.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：所述上下两个加压活塞机构中，帽体(4)在远离试样筒(2)中央的一侧侧方设有百分表(8)，百分表(8)通过支架固定于顶盖板(1)/底盖板(13)，百分表(8)的探头端朝向帽体(4)，百分表(8)测量探头端和帽体(4)之间的距离。 5.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：所述的试样筒(2)上下端均设有法兰凸缘，顶盖板(1)和底盖板(13)均通过紧固短螺栓(6)分别安装于试样筒(2)上下端面设置的法兰凸缘，同时通过支架长螺栓(5)使得试样筒(2)固定。 6.根据权利要求5所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：所述的试样筒(2)法兰凸缘和顶盖板(1)/底盖板(13)端面之间设有环形凹槽，环形凹槽中安装有橡胶密封垫圈(25)，且外缘密封部分(17-3)延伸经过环形凹槽，橡胶密封垫圈(25)位于外缘密封部分(17-3)顶盖板(1)/底盖板(13)端面之间。 7.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：所述的轴向弯曲元(23)包括弯曲元探头(23-1)、空心螺栓(23-2)和连接电线(23-3)，导流板(19)的安装孔为螺纹孔，透水石(22)的安装孔为通孔，弯曲元探头(23-1)固定于空心螺栓(23-2)中，空心螺栓(23-2)通过螺纹安装在导流板(19)的螺纹孔中，弯曲元探头(23-1)探测端穿过透水石(22)的通孔后插入到土样容腔(28)的待测土样中，弯曲元探头(23-1)的输入/输出端经连接电线(23-3)连接到外部的接收电路，连接电线(23-3)走线依次经过空心螺栓(23-2)、沉槽、活塞杆(3)的中空通道(27)后穿入弯曲元连接线出口(11)的弯曲元线塞，从弯曲元线塞贯穿出后连接到外部的接收电路。 8.根据权利要求1所述的一种固结-渗透-剪切波速耦合实验装置，其特征在于：还包括渗滤液储存箱(29)、气压调节阀(30)、压力水箱(31)、蠕动泵(32)、入流压力室(33)、出流压力室(36)、废液收集容器(37)、出流流量计(40)和出流取样口(41)；渗滤液储存箱(29)出口连接到压力水箱(31)入口，压力水箱(31)出口经蠕动泵(32)连接到入流压力室(33)入口，入流压力室(33)出口连接到试样筒(2)的入流孔，试样筒(2)的出流孔连接到出流压力室(36)的入口，出流压力室(36)的出口连接到废液收集容器(37)；气源经气压调节阀(30)连接到压力水箱(31)、入流压力室(33)和出流压力室(36)的顶部。
所属类别：	发明专利