[发明专利]一种可模拟动态承压水作用土体的试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种可模拟动态承压水作用土体的试验装置及方法，该装置包括主体圆筒、数据采集仪、真空泵和承压水压力控制系统；承压水压力控制系统包括有机玻璃圆筒装置、流量计和电子阀；主体圆筒包括从上至下依次连接的盖板、一节顶部圆筒、若干节中间圆筒、一节底部圆筒和小车；主体圆筒不同高度上安装孔隙水压力计固定装置。本发明可模拟地基中承压水的动态连续变化过程；量测计算动态承压水作用下地基的水土压力和变形，整理相关试验数据并确定地基受力和变形发展规律等问题；探求动态承压水变化的均值、幅值和速率对地基稳定性的影响，为动态承压水作用引起的地基问题研究提供有效的试验数据支持，并对于之后理论分析模型提供依据。

主权项

1.一种可模拟动态承压水作用土体的试验装置，其特征在于，包括主体圆筒(1)、数据采集仪(5)、真空泵(6)和承压水压力控制系统；所述承压水压力控制系统包括有机玻璃圆筒装置(4)、流量计和电子阀；所述主体圆筒(1)包括从上至下依次连接的盖板(1‐7)、一节顶部圆筒(1‐1)、若干节中间圆筒(1‐4)、一节底部圆筒(1‐5)和小车(1‐6)；所述顶部圆筒(1‐1)、中间圆筒(1‐4)、底部圆筒(1‐5)均由有机玻璃制成；所述顶部圆筒(1‐1)筒顶上安装盖板(1‐7)，盖板(1‐7)下表面中央设有透水石(1‐7‐2)，上部装有出水阀门(1‐7‐1)，饱和土体过程中出水阀门(1‐7‐1)与真空泵(6)相连接；试验过程中出水阀门(1‐7‐1)保持打开以便及时排水，使得试验土体内水位线保持恒定；所述顶部圆筒(1‐1)、中间圆筒(1‐4)、底部圆筒(1‐5)的不同高度上安装孔隙水压力计固定装置(1‐2)，用于测量固定位置的孔隙水压力大小；所述孔隙水压力计固定装置(1‐2)由螺栓(1‐2‐1)、有机玻璃方头(1‐2‐2)、孔隙水压力计(1‐2‐3)组成；所述螺栓(1‐2‐1)和孔隙水压力计(1‐2‐3)通过螺纹安装在所述有机玻璃方头(1‐2‐2)上，所述有机玻璃方头(1‐2‐2)通过透水石和玻璃胶分别与顶部圆筒(1‐1)、中间圆筒(1‐4)、底部圆筒(1‐5)相连接；所述孔隙水压力计(1‐2‐3)与所述数据采集仪(5)连接，可采集承压水动态水压力变化数据；所述主体圆筒(1)相邻的两节圆筒中间安装防水橡胶圈(1‐3)；所述底部圆筒(1‐5)由有机玻璃圆筒单元(1‐5‐1)、透水石(1‐5‐2)、有机玻璃支柱(1‐5‐3)、主体圆筒第一通水阀门(1‐5‐4)、主体圆筒第二通水阀门(1‐5‐5)构成；所述有机玻璃短柱(1‐5‐3)固定在所述有机玻璃圆筒单元(1‐5‐1)的底部，所述透水石(1‐5‐2)安装在所述有机玻璃短柱(1‐5‐3)上方；所述有机玻璃圆筒单元(1‐5‐1)底部一侧安装有主体圆筒第一通水阀门(1‐5‐4)，另一侧安装有主体圆筒第二通水阀门(1‐5‐5)；所述有机玻璃圆筒装置(4)由有机玻璃圆筒、有机玻璃底座、有机玻璃圆筒第一通水阀门(4‐1)和有机玻璃圆筒第二通水阀门(4‐2)组成；所述有机玻璃圆筒第一通水阀门(4‐1)与主体圆筒第二通水阀门(1‐5‐5)连通，实现土体饱和并施加边界水压；所述有机玻璃圆筒第二通水阀门(4‐2)引出一总管路，总管路的末端分为两个支路，每个支路的末端连接一套电子阀和流量计；通过总管路控制有机玻璃圆筒内的水位高度，此过程通过设定电子阀的通电间隔和流量计的流量实现，一套电子阀和流量计控制进水，另一套电子阀和流量计控制出水，实现有机玻璃圆筒水位的连续上升和下降。