[发明专利]一种软基处理实验装置及实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软基处理技术，尤其是涉及一种软基处理实验装置及实验方法。

背景技术

海涂围垦软基的特点是含水量大、土体颗粒细、流动性强，且多以淤泥质土为主，工程性质较差。这类软基的自身性质决定了它需要经过加固处理后才能作为工程建设的地基。虽然目前已有不少处理软基的方法，但由于海涂围垦区面积大，且处理要求高，因此很多软基加固处理方法难以解决此类软基问题。目前，常用的软基处理方法有真空预压法、强夯法、砂井法、压石法等。其中，真空预压法是目前应用较广泛的方法，此方法虽然处理效率较高，但处理效果往往较差，难以达到工程要求较高的道路、中高层建筑物、重型厂房、仓储区等的地基条件；另一方面，此方法处理地基的时间较长，会影响后期的开发速度，且造价高。一般，为研究软基处理方法的作用机理与工程技术控制参数，需要对软基处理方法进行系统的理论研究与实验研究，而目前尚未有相关的实验研究方法及装置的报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效地提高处理效率，缩短处理时间且适用于含水率比较高、渗透系数小的淤泥及淤泥质地基的软基处理实验装置及实验方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种软基处理实验装置，其特征在于：包括实验箱体、真空排水系统和真空灌浆系统；所述的实验箱体具有一个用于放置试验土体的容纳腔；所述的真空排水系统主要由多个竖向排水板、第一水平排水管、排水管道和真空泵组成，多个所述的竖向排水板和所述的第一水平排水管位于所述的容纳腔内，多个所述的竖向排水板的顶端分别与所述的第一水平排水管连接，所述的排水管道穿过所述的实验箱体与所述的第一水平排水管连通，所述的排水管道的排水口与所述的真空泵连接；所述的真空灌浆系统主要由灌浆管、灌浆管道和灌浆泵组成，所述的灌浆管位于所述的容纳腔内，所述的灌浆管位于多个所述的竖向排水板围成的区域的中间位置处，所述的灌浆管道穿过所述的实验箱体与所述的灌浆管连通，所述的灌浆管道的入浆口与所述的灌浆泵连接。

所述的灌浆管道由灌浆弹性软管和灌浆刚性管道组成，所述的灌浆弹性软管的入浆口与所述的灌浆刚性管道的出浆口连通，所述的灌浆弹性软管的出浆口与所述的灌浆管的顶端连通，所述的灌浆刚性管道的入浆口通过第六控制阀与所述的灌浆泵连接，所述的灌浆刚性管道上通过第一控制阀连接有用于控制灌浆开始时间的第二真空表，所述的灌浆刚性管道上设置有第二控制阀，所述的第六控制阀、所述的第二控制阀和所述的第一控制阀沿浆液流向依次分布于所述的灌浆刚性管道上，所述的灌浆泵上连接有第一灌浆压力表。

所述的容纳腔内设有由多个弹簧滑动式立杆组成的传感器架，所述的传感器架靠近所述的实验箱体的内壁，所述的传感器架上设有用于测量试验土体土压力的土压力传感器和用于测量试验土体水压力的孔隙水压力传感器。

所述的排水管道由排水弹性软管和排水刚性管道组成，所述的排水弹性软管的入水口与所述的第一水平排水管连通，所述的排水弹性软管的排水口与所述的排水刚性管道的入水口连通，所述的排水刚性管道的排水口通过第三控制阀与所述的真空泵连接。

所述的真空泵通过第四控制阀连接有用于测量所述的真空泵的真空压力的第一真空表。

所述的实验箱体的底部连接有真空度引出管，所述的真空度引出管的一端插入放置于所述的容纳腔内的试验土体中，所述的真空度引出管的另一端通过第七控制阀连接有用于测试试验土体的真空压力的第三真空表。 

多个所述的竖向排水板的底端连接有第二水平排水管，所述的第二水平排水管位于所述的容纳腔内，所述的第二水平排水管连接有底部排水管道，所述的底部排水管道的入水口穿过所述的实验箱体与所述的第二水平排水管连通，所述的底部排水管道的排水口通过第五控制阀与所述的排水刚性管道的排水口连通。

一种软基处理实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

①根据软基处理实验装置中的容纳腔的内部尺寸、软基处理实验装置中进行的实验内容和模型相似理论的要求，确定软基处理实验装置中的竖向排水板插入到试验土体的深度、插入到试验土体内的相邻两块竖向排水板之间的间距和竖向排水板的宽度；

②在软基处理实验装置中的容纳腔内填筑待处理的人工重塑土，并在传感器架上固定好土压力传感器和孔隙水压力传感器，然后将该传感器安置到待处理的人工重塑土中，再在待处理的人工重塑土的表面上覆上土砂分离膜；