[实用新型]一种超软土大尺寸固结试验装置

说明书

本实用新型公开了一种超软土大尺寸固结试验装置，包括手动调平杠杆加载装置、传力杆、传力杆导向装置、固结容器、机架；手动调平杠杆加载装置安装在机架顶部，传力杆导向装置固定在机架中部，传力杆竖直滑动安装在传力杆导向装置上，并且传力杆的顶端与所述手动调平杠杆加载装置连接，传力杆的底端与固结容器的加压顶盖连接，由手动调平杠杆加载装置负责对传力杆施加载荷，并通过传力杆将载荷传递至加压顶盖，加压顶盖再将载荷传递至固结容器中的土体；在固结容器的侧壁和加压顶盖上安装量测传感器系统，可对固结荷载和土体的应力应变进行精确测量。

技术领域

本实用新型属于岩土工程土工试验技术领域，具体涉及一种吹填超软土排水固结过程中研究其固结特性的大尺寸固结试验装置。

背景技术

随着我国沿海地区工程建设的快速推进，产生大量的吹填超软土急需处理。目前，对吹填超软土的地基处理常采用排水固结法，因此必须对其固结特性进行深入研究。然而由于超软土存在含水率高、孔隙比大、渗透性低、压缩性高、抗剪强度低等特点，其在固结过程中各土性指标常表现为一种非线性变化，经典固结理论并未考虑这种变化。因此，为进一步揭示超软土的固结特性，必须开展大量的超软土固结试验。

然而，传统的土工固结仪由于尺寸较小，且存在较大的边界约束，无法模拟土体真实的应力状态，因而无法再现超软土真实的固结状态，并且受制于尺寸限制，在传统固结仪上很难安装量测传感器对固结过程中的应力、应变进行有效量测。另外，传统的土工固结仪常采用杠杆加载装置，由于机械杆件的尺寸特点，无法对固结载荷进行精确控制。

因此，亟需开发一种适用于超软土非线性固结的大尺寸固结试验装置和试验方法，利用其大尺寸特点尽可能的还原超软土原型的应力状态，模拟超软土的固结变形过程。同时，利用固结容器上设置的应力和变形传感器对土体的应力和应变进行量测，试验结束后还可直接从固结容器内选取土样进行土性参数分析，为深入研究超软土固结特性提供了强有力的试验手段。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够真实模拟超软土固结特性的大尺寸固结试验装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种超软土大尺寸固结试验装置，包括手动调平杠杆加载装置、传力杆、传力杆导向装置、固结容器、机架；

所述手动调平杠杆加载装置包括加载杠杆、加载吊盘、加载砝码、配平装置和手动调平装置，所述手动调平装置采用一涡轮丝杠升降机，其机身固定安装在机架顶部，所述加载杠杆的内端转动安装在涡轮丝杠升降机的丝杠的底端，所述加载吊盘铰接在加载杠杆的外端，所述传力杆的顶部转动安装在加载杠杆的靠近其内端的位置上；所述的配平装置由配平杠杆、配平吊盘、配平砝码组成，配平杠杆的内端与所述加载杠杆的内端固定连接，配平吊盘铰接在配平杠杆的外端，可通过调整配平吊盘上的配平砝码，能够将加载杠杆、加载吊盘、传力杆和加压顶盖的自重平衡掉，以便通过加载砝码控制传力杆对固结容器的固结加载力；

所述传力杆导向装置固定在机架中部，传力杆竖直滑动安装在传力杆导向装置上；

所述固结容器包括一加压顶盖，加压顶盖与传压杆的底端固定连接，固结容器的侧壁上设置有孔隙水压力传感器，加压顶盖上设置有位移传感器。

在上述技术方案中，孔隙水压力传感器的数量为多个。

在上述技术方案中，所述机架包括底座、立柱和顶板，通过高强度螺丝连接，为整个试验装置提供一个稳定平台。

在上述技术方案中，加载杠杆的杠杆比为1:30，即加载吊盘端到加载杠杆内端的距离与传力杆端到加载杠杆内端的距离之比为30：1，也即加载吊盘的加载力与传力杆所传递的载荷之比为1:30。

在上述技术方案中，加载吊盘的加载力要大于传力杆所传递的载荷。