[发明专利]多功能真空预压固结实验装置以及密闭式真空预压实验的方法

权利要求书

1.一种多功能真空预压固结实验装置，包括真空预压固结腔室，其特征是：真空预压固结腔室由刚性透明套筒、顶板和底座构成，所述刚性透明套筒包括上套筒、中上套筒、中下套筒和下套筒，上套筒上端嵌入到顶板的顶板套筒槽中，下套筒的下端嵌入到底座的底座套筒槽中，所述上套筒、中上套筒、中下套筒、下套筒之间通过套筒端部设置有的成对设置的凸起和凹槽进行卡合对接，所述顶板、上套筒、中上套筒、中下套筒、下套筒和底座依次对接之处还设置有密封装置，所述顶板和底座的直径大于所述预压固结腔室的直径，所述顶板和底座向外突出于预压固结腔室外的外沿采用轴向夹紧构件夹紧；顶板上开设有真空抽气孔、大气通气孔、气压测量孔、增压孔和沉降测量孔，所述气压测量孔与真空表连接，所述真空抽气孔通过阀门与真空泵相连，所述竖向位移孔与顶板轴向滑动密封配合，所述增压孔通过阀门与增压泵连接；所述真空预压固结腔室内竖向架设有塑料排水带，塑料排水带通过管道与外部的收集系统连接，所述真空预压固结腔室内配置有用于覆盖实验土体上表面的高强预压膜和用于测量实验土体沉降位移的沉降位移测量系统，沉降位移测量系统包括位移测量装置和竖向位移刻度尺，竖向位移刻度尺竖向架设于所述真空预压固结腔室内，所述位移测量装置包括相互固定的圆形盘和垂直于圆形盘的竖向杆，竖向杆上横向设置有与竖向杆垂直的水平伸臂，所述位移测量装置穿过顶板上开设的沉降位移测量孔，位移测量装置上的圆形盘处于高强预压膜上表面，所述水平伸臂构件旋转至与竖向位移刻度尺接触的位置。

2.根据权利要求1所述的多功能真空预压固结实验装置，其特征是：所述顶板的下表面设置有套筒槽，套筒槽的中心位置设置有顶板橡皮圈密封槽，槽内放置密封橡皮圈；所述底座套筒槽的中心位置设置有底座橡皮圈密封槽，槽内放置密封橡皮圈；所述顶板边缘设置有螺栓通孔，所述轴向夹紧构件包括多根螺栓杆件，螺栓杆件穿过顶板上的螺栓通孔与底座上的螺纹连接孔连接并促使顶板和底座夹紧刚性透明套。

3.根据权利要求1或2所述的多功能真空预压固结实验装置，其特征是：所述塑料排水带固定架包括钢圆环、环内支撑、针式夹带板和固定夹带板，钢圆环上设置有至少三个卡槽，所述该卡槽用于和刚性透明套筒上的卡销卡合，所述环内支撑包括一根沿直径方向的中心杆和两根平行分布于中心杆两侧的支撑杆，所述支撑杆穿过针式夹带板和固定夹带板下部且其两端固定在钢圆环上，所述中心杆一端固定在钢圆环上另一端与固定夹板带连接，所述针式夹带板内表面分布有针尖状凸起，针式夹带板与固定夹带板之间夹紧有塑料排水带，所述针式夹带板可相对支撑杆滑移，所述针式夹带板和固定夹带板上部采用螺栓连接。

4.一种采用权利要求1所述多功能真空预压固结实验装置进行密闭式真空预压实验的方法：其特征是：包括以下步骤：

1）打开顶板，将下端排水带固定架放于下套筒卡销下部，并且让排水带固定架的卡槽对准卡销，防止排水带固定架沿卡销转动，将塑料排水带下端固定在下端排水带固定架上，同样的方法将上端排水带固定架放置在上套筒卡销上端，将排水带上端固定在上端排水带固定架上，留出多余的排水带长度，将单手板接头与排水带顶端相连，装入土样，直至真空预压固结腔室的9/10，保证单手板接头全部埋入土中；

2）铺好高强预压膜，在仪器内部留出足够的冗余长度，将高强预压膜上的气压测量接口通过管路与顶板的气压测量孔相连，气压测量孔连接真空表。高强预压膜的排水孔通过管路与真空抽气孔相连，真空抽气孔通过管路与三通接口相连，三通接口的一个分支管路通过阀门与锥形瓶相连，锥形瓶瓶塞上一孔与真空表相连，另一孔与真空泵相连，三通接口另一个分支管路通过阀门与增压泵相连；

3）将位移测量装置穿过顶板上开设的沉降位移测量孔，位移测量装置上小的圆形钢板与高强预压膜上表面接触，将水平伸臂构件旋转至与竖向位移刻度尺9接触的位置；

4）将顶板与底座通过轴向夹紧构件进行夹紧固定；

5）顶板上增压空通过阀门与稳压器相连，稳压器通过阀门与微型计算机相连，稳压器进口与增压泵相连；

6）保持大气通气孔敞开，关闭三通接口与增压泵相连的分支管路阀门，打开与真空泵相连的分支管路阀门，开启真空泵进行真空预压固结试验，真空压力控制在85kPa左右。