[发明专利]一种振动控制非饱和土柱试验系统

权利要求书

1.一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：包括渗流及污染物注入机构、非饱和土柱机构、振动机构、排液管、围压施加和量测装置及压力室机构；该渗流及污染物注入机构设有与非饱和土柱机构的进水端相连的渗流及污染物注入管，用于将渗流及污染物注入非饱和土柱机构内；该振动机构与非饱和土柱机构相连用于对非饱和土柱机构施加轴向激振和扭转激振；该非饱和土柱机构设置于压力室机构内用于进行渗流及污染物迁移特性试验，包括有土柱、透水石、高进气值陶土板及气压施加和测量装置，该土柱的进水端和出水端分别设置有透水石，透水石与土柱之间还设有高进气值陶土板；该气压施加和测量装置与土柱的进水端连通；该排液管与土柱的出水端连通；该围压施加和量测装置通过围压管与压力室机构内部连通用于对土柱外周施加围压及测量土柱形变。

2.如权利要求1所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于:所述振动机构包括轴向激振器、扭转激振器、加速度计、顶盘、若干支架、扭转位移传感器、轴向位移传感器、加速度和激振力产生及记录装置；该若干支架竖直地分布于土柱外周且底部固定于压力室机构底面；该顶盘设置于支架和土柱上方；该扭转激振器位于压力室机构内，且连接于支架与顶盘之间；该轴向激振器位于压力室机构外，其还通过一竖直穿过压力室机构并与顶盘接触的活塞杆传递轴向激振力；该加速度计设置于扭转激振器上；该扭转位移传感器位于顶盘与扭转激振器之间的中间位置；该轴向位移传感器连接于顶盘与扭转激振器之间；该加速度和激振力产生及记录装置同时与轴向激振器、扭转激振器、加速度计、扭转位移传感器和轴向位移传感器相连。

3.如权利要求2所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述土柱进水端处的透水石顶面密封，底面设有筛网结构；所述土柱出水端处的透水石顶面也设有筛网结构，底面设有与所述排液管相连的孔。

4.如权利要求2所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述扭转激振器包括若干线圈、若干磁铁和转盘；该转盘设置于土柱顶部且设有金属盘；该若干线圈分布于转盘外周，且连接于顶盘与支架之间；该磁铁一一对应地设置于线圈内；所述加速度计设置于转盘上；所述扭转位移传感器设置于顶盘底部与金属盘对应；所述的轴向位移传感器连接于所述转盘和顶盘的中间位置。

5.如权利要求2所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述线圈和磁铁的数量为4个。

6.如权利要求2所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：还包括有数据采集装置，该数据采集装置与加速度计、轴向激振器、扭转激振器相连用于采集振动信号。

7.如权利要求2所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：加速度和激振力产生及记录装置包括依次相连的计算机、信号发生器、D/A转换器和功率放大器，用于产生试验所需参数的电测试信号。

8.如权利要求1所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述压力室机构包括顶盖、底板和有机玻璃压力罩；该有机玻璃压力罩底部与底板固定连接，顶部通过顶盖密封；该顶盖为不锈钢顶盖，其上形成有供所述活塞杆穿过的通孔；该底板为不锈钢底板，其上设有供所述渗流及污染物注入管、排液管和围压管穿过的通孔。

9.如权利要求1所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述渗流及污染物注入机构包括有储液箱、蠕动泵、流量计和渗流及污染物注入管；该渗流及污染物注入管一端与土柱的进水端相连。另一端连通储液箱；该蠕动泵和流量计均设置于渗流及污染物注入管上，分别用于控制渗流及污染物从储液箱注入土柱内和调节渗流及污染物流速。

10.如权利要求1所述的一种振动控制非饱和土柱试验系统，其特征在于：所述气压施加和量测装置包括有输气管、氮气瓶、减压阀和调压阀，该输气管一端与土柱进水端相连，另一端连接氮气瓶，该输气管上设置有减压阀和调压阀，用于将氮气减压成低压气体并经调压阀调整至所需气压后再送至所述土柱进水端。