[发明专利]一种饱和软黏土固结装置

说明书

本发明属于岩土工程试验技术领域，公开了一种饱和软黏土固结装置，包括加压框架，加压框架内部设置有用于盛放黏土的模型箱，模型箱由上到下依次由上部盒体、下部盒体和底座密封连接；底座通过承载横梁将模型箱架设于加压框架的底部横梁；加压框架底部设置有升降调节机构，升降调节机构用于调节加压框架高度；加压框架顶部固定安装有电动缸，电动缸底部连接有传压板；电动缸通过伺服电机和伺服驱动器与控制器连接；控制器用于通过伺服驱动器控制伺服电机运行，使伺服电机带动电动缸上下运动并通过传压板对模型箱内的土体施加压力。本发明能够制备不同固结程度的土样，且保证数量充足、物理力学特性前后一致。

技术领域

本发明属于岩土工程试验技术领域，具体的说，是涉及土工模型试验与单元试验中饱和软土与超软土试样的制备装置，尤其涉及需要进行不同规模的大尺寸物理模型试验海底饱和软黏土试样的制备装置。

背景技术

近年来，人们对于海洋资源的利用不断增加，比如兴建海上油气平台、海上风力发电等。绝大多数海洋工程都要依靠于坚实的基础，为了保证工程安全性、可靠性和经济性，需要充分了解与基础相互作用的海底土壤性质。

海底土壤常为饱和软黏土，对于海底软土与超软土，尤其是处于深海区的土样，具有低强度、高含水量、高灵敏度、强结构性、正常固结或轻度超固结的特点。然而，直接取海底软土进行室内试验必然会由于对土样产生扰动而使结果存在偏差，此外取土和运输费用也十分昂贵。

因此，有必要通过实验室制样方式获得具有海底饱和软黏土特性的土样。土工试验试验通过对土样进行试验和观测，得到土样的各种物理力学指标。为了使土工试验结果具有足够准确性和可靠性，必须保证测试对象即土样的精确性、均匀性和可重复性。

发明内容

基于了解深海饱和软黏土特性的需要，满足工程和科研要求，本发明旨在解决如何制备大量低强度、高含水量、高灵敏度、强结构性、正常固结或轻度超固结的饱和软黏土的技术问题，本发明提供了一种饱和软黏土固结装置，能够制备不同固结程度的土样，且保证数量充足、物理力学特性前后一致。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

本发明提供了一种饱和软黏土固结装置，包括加压框架，所述加压框架内部设置有模型箱，所述模型箱用于盛放黏土；所述模型箱由上到下依次由上部盒体、下部盒体和底座密封连接；所述上部盒体和所述下部盒体均为上下开口，所述下部盒体可替换为等尺寸支座；所述底座包括底板和连接于所述底板的多根钢材枕木，所述底板连接于所述下部盒体底面，多根所述钢材枕木间隔设置于所述底板底部，每根所述钢材枕木设置有两个凹槽，每个凹槽用于穿过承载横梁，所述承载横梁用于将所述模型箱架设于所述加压框架的底部横梁，并将所述承载横梁的两端与所述加压框架的底部横梁通过螺栓固定；

所述加压框架底部设置有升降调节机构，所述升降调节机构用于调节所述加压框架距离地面高度，使与所述加压框架的底部横梁固定后的承载横梁接触所述底板；

所述加压框架顶部固定安装有电动缸，所述电动缸底部连接有传压板，所述传压板底部设置为用于施加压力的平面；所述电动缸与伺服电机连接，所述伺服电机与伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与控制器连接；所述控制器用于通过所述伺服驱动器控制所述伺服电机运行，使所述伺服电机带动所述电动缸上下运动并通过所述传压板对所述模型箱内的土体施加压力。

进一步地，所述加压框架为正方体框架结构，至少包括四根顶部横梁、四根底部横梁、四根立柱以及若干斜撑。

更进一步地，所述加压框架的底部横梁中的至少一根设置为能够拆卸的活动横梁，拆去所述活动横梁并推进所述加压框架，能够使所述模型箱进入加压框架内部。

进一步地，所述加压框架底部配置有滚轮，所述滚轮能够使所述加压框架在推动下行走。

进一步地，所述上部盒体和所述下部盒体均由四块侧壁钢板依次连接围成，每块所述侧壁钢板外部设置有加强筋。