[发明专利]一种全自动的水力渗透固结装置

说明书

本发明属于超高含水率淤泥浆处理相关技术领域，其公开了一种全自动的水力渗透固结装置，所述装置包括水压控制组件、渗透固结组件、测量组件及数据采集组件，所述水压控制组件与所述渗透固结组件相连接，所述测量组件设置在所述渗透固结组件上，且与所述数据采集组件相连接；所述固结装置通过高压水的渗透力对土样的推动、摩擦拖拽作用来实现土体的排水固结；所述水压控制组件用于控制渗透力的大小，所述数据采集组件用于实时采集所述渗透固结组件内的土样各深度处的孔压、各时间的排水量及排水速率，进而得到不同阶段的渗透系数。本发明提升压滤效益，实现了实时、自动采集试验数据，避免了因人为读数而产生较大误差，测试数据精确可靠。

技术领域

本发明属于超高含水率淤泥浆处理相关技术领域，更具体地，涉及一种全自动的水利渗透固结装置。

背景技术

随着城市进程以及生态文明建设的大力推进，港口航道的新建、拓宽、湖泊清淤等工程项目也随之陆续开展，每年因此而产生的疏浚淤泥达数十亿立方米之巨，同时因工程建设也会有大量的工程泥浆无处安置(以下将疏浚泥浆以及工程泥浆统称为超高含水率淤泥浆)，巨量超高含水率淤泥浆的末端处置难题一直困扰着工程界。目前，对于超高含水率淤泥浆的处理主要采用以下方式：

1.通过板框式压缩机实现对超高含水率淤泥浆的脱水减量化处理，为了提高淤泥浆的脱水效率，寻求资源化利用途径，往往会在淤泥浆中加入其它试剂(如固化剂、絮凝剂等)，试剂对淤泥浆性状的改变必然也会使得压滤参数有所调整。若压滤参数设定不当，可能会造成压滤器械寿命缩短，压滤效率低，压滤成本增加等问题，但目前暂无合适的试验装置用于此类混合淤泥浆压滤脱水过程的探究，从而为优化压滤参数提供有效依据。

2.将超高含水率淤泥浆直接运至堆场堆放，使其自重沉积及固结，之后经过进一步的地基处理手段(真空/堆载预压法等)处理使其开发为可用陆域。而在此类地基上进行的工程建设，沉降问题是无法回避的，目前研究软弱土地基的沉降变形规律常常借助于室内固结试验，固结仪是此类土工试验中重要的试验仪器，为更好地研究软弱土固结机理，近年来，不少学者研制出了既可进行固结试验，又可进行渗透试验的固结渗透联合仪。但是传统固结仪或者固结渗透联合仪所适用的土样一般为长期沉积形成的固态软黏土或者经地基处理手段处理后表层含水率较低的软黏土，对于超高含水率淤泥浆或者堆场深层的超软土并不适用(两者均具有含水率高、压缩性高、渗透性差的特点，在荷载作用下具有明显的大应变固结特性)。

基于上述问题，专利CN209043771U公开了一种带水腔的土体渗透固结装置，该装置可以对超软土试样进行常规的渗透试验、固结中渗透试验或者固结试验，然而该装置仍采用了传统固结仪的加压方式(通过加载板对试样施压)，对于超软土(淤泥性土中的流泥和浮泥)而言，若加载板与侧壁密封性较差则易造成试样外溢，若两者间密封性过好则会产生摩擦力从而影响试验结果，就数据采集而言，采用人为读数、记录，没有实现计算机控制和采集，数字化程度较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种全自动的水利渗透固结装置，所述装置能够模拟进料压力作用下泥浆在板框式压滤机滤膜表面的水力渗透固结过程，从而优化滤框厚度、过滤压力、压滤时间等压滤参数，提升压滤效益，提出了新的加压方式(以渗透力对土骨架的推动、摩擦拖拽作用来实现试样的排水固结)，消除了加载板(盖)与侧壁间的外溢现象或者摩擦力，能够直观地监测高含水率淤泥浆的沉积、固结过程，实现各级渗透压力下的渗透、固结试验，自动、实时采集并储存测试数据，获取固结过程中试样的沉降变化规律，水的流速、排水量及渗透系数等，且能够测定不同高度处土样的孔压，各层土样孔隙水压力的变化情况(针对含水率较低的超软土)，为以孔隙水压力为变量的大应变固结理论提供一种可测试用的装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种全自动的水力渗透固结装置，所述装置包括水压控制组件、渗透固结组件、测量组件及数据采集组件，所述水压控制组件与所述渗透固结组件相连接，所述测量组件设置在所述渗透固结组件上，且与所述数据采集组件相连接；