潮汐循環荷載固結軟土試驗裝置的制作方法

本發明涉及水下真空預壓法加固軟土技術領域,特別涉及一種潮汐循環荷載固結軟土試驗裝置，該裝置適用于在潮汐循壞荷載作用下，利用水下真空預壓法加固軟土地基。

背景技術：

真空預壓法加固軟土地基技術已廣泛應用于港口、公路、水利工程等領域，并取得了巨大的經濟和社會效益。已有的水下真空預壓模型試驗也對其加固機理進行了分析，為水下真空預壓加固軟基技術的實施奠定了基礎。然而，對于如何利用潮汐循環荷載聯合水下真空預壓法更經濟、更有效地加固水下軟土地基的研究鮮見，在試驗過程中對土的固結度、含水率的變化監測的研究不多，因此希望有一種利用潮汐循環荷載聯合水下真空預壓法加固軟土地基的試驗裝置。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種潮汐循環荷載固結軟土試驗裝置，該裝置利用潮汐循環荷載聯合水下真空預壓法加固軟土地基，并實時監測加固效果。

如上構思，本發明的技術方案是：一種潮汐循環荷載固結軟土試驗裝置，包括真空預壓系統、水循環系統、數據采集箱和電腦；

所述真空預壓系統包括模型槽、軟土層、排水板、砂墊層、鋼絲螺紋濾管、密封膜、抽濾瓶和真空泵；所述模型槽四周上邊沿設有“U”型密封溝，密封膜逐層壓入“U”型密封溝內形成密閉空間，密封膜上安裝有用于監測土體平均沉降的位移傳感器，模型槽中注入軟土層并埋設多個孔壓計；所述軟土層上方鋪設土工布，土工布上鋪設礫石層，礫石層上部設置砂墊層；所述砂墊層內設置用于監測砂墊層真空度的數字壓力表，砂墊層的底部與頂部均設置土工布；所述鋼絲螺紋濾管埋設在礫石層中，鋼絲螺紋濾管的一端與排水板相接,另一端與抽濾瓶相連，真空泵與抽濾瓶相連；所述排水板打入軟土層內；所述用于監測土體平均沉降的位移傳感器、孔壓計和用于監測砂墊層真空度的數字壓力表分別通過數據采集箱連入電腦；

所述水循環系統包括供水箱、供水水泵、排水水泵和兩個KG316T微電腦時控開關，兩個KG316T微電腦時控開關分別與供水水泵和排水水泵連接，供水水泵安放在供水箱內，從供水水泵引出橡膠管到模型槽上部，將排水水泵安放在模型槽內，從排水水泵引出橡膠管到供水箱上部。

上述真空泵為數控真空泵，其負壓維持在-108kPa～0kPa之間的任何小區間內。

上述排水板采用鹽城市宏宙土木材料有限公司提供的C型排水板，其寬度為100±3mm，厚度≧4.5mm，縱向通水量≧60cm²/s。

上述鋼絲螺紋濾管在礫石層內呈環形分布。

上述密封膜采用HDPE密封膜。

上述密封膜上部設有兩塊玻璃板，兩個用于監測土體平均沉降的位移傳感器設置在玻璃板的上方。

上述密封膜通過防水密封膠泥逐層壓入“U”型密封溝內形成密閉空間。

本發明與現有技術相比,具有如下優點：

1、兩個KG316T微電腦時控開關定時控制水泵電路交替通斷，使水泵等時間間隔交替工作，可實現水箱、模型槽中的水循環流動，達到模擬潮汐荷載的目的。

2、將HDPE密封膜壓入模型槽上邊沿的密封溝內，能使密封槽內部形成密閉空間，從而更好地加固土體。

3、埋設在軟土中的孔壓計和設于密封膜上部的位移傳感器通過數據采集箱將試驗數據傳入電腦，可實時監測加固效果、系統密閉性，也可實時記錄試驗數據；

4、通過量測抽濾瓶中的出水量，可計算模型槽中土體的含水量。同理，通過沉降量可計算模型槽內土體的固結度。

附圖說明

圖1是本發明的構造示意圖。

圖2是本發明中HDPE膜密封詳圖。

圖3是本發明中鋼絲螺紋濾管與排水板連接詳圖。

圖4是圖3的仰視圖。

圖中：1—供水箱；2—供水水泵；3—排水水泵；4—橡膠管；5—KG316T微電腦時控開關；6—電源；7—排水板；8—孔壓計；9—鋼絲螺紋濾管；10—位移傳感器；11—HDPE密封膜；12—“U”型密封溝；13—土工布；14—模型槽；15—數字壓力表；16—抽濾瓶；17—數控真空泵；17-1—數據顯示屏；17-2—壓力表；18—數據采集箱；19—電腦；20—砂墊層；21—軟土層；22—玻璃板；23—防水密封膠泥；24—模型槽壁；25—連接件；26—鉚釘。

具體實施方式

如圖所示：一種潮汐循環荷載固結軟土試驗裝置，包括真空預壓系統、水循環系統、數據采集箱和電腦。

一、所述真空預壓系統包括模型槽14、軟土層21、排水板7、砂墊層20、鋼絲螺紋濾管9、HDPE密封膜11、抽濾瓶16和真空泵17。模型槽四周上邊沿設有“U”型密封溝12，HDPE密封膜11通過防水密封膠泥23逐層壓入“U”型密封溝12內形成密閉空間，密封膜上安裝有用于測量沉降的位移傳感器10，模型槽中注入軟土層并埋設多個孔壓計8,軟土層上方鋪設土工布13，土工布13上鋪設礫石層，礫石層上部設置砂墊層20，砂墊層內設置用于監測真空度的數字壓力表15，砂墊層的底部與頂部均設置土工布13，鋼絲螺紋濾管9埋設在礫石層中，鋼絲螺紋濾管9的一端與排水板7相接,另一端與抽濾瓶16相連，真空泵17與抽濾瓶16相連，排水板7打入軟土層21內；所述兩個用于監測土體平均沉降的位移傳感器10、孔壓計8和用于監測砂墊層真空度的數字壓力表15分別通過數據采集箱18連入電腦19。

上述真空泵17為數控真空泵，其負壓維持在-108kPa～0kPa之間的任何小區間內。

上述排水板7采用鹽城市宏宙土木材料有限公司提供的C型排水板，其寬度為100±3mm，厚度≧4.5mm，縱向通水量≧60cm²/s。

上述鋼絲螺紋濾管9在礫石層內呈環形分布。

二、所述水循環系統包括供水箱1、供水水泵2、排水水泵3和兩個KG316T微電腦時控開關5，兩個KG316T微電腦時控開關5分別控制供水水泵2和排水水泵3。將供水水泵2安放在供水箱1內，從供水水泵2引出橡膠管4到模型槽14上部，同理，將排水水泵3安放在模型槽14內，從排水水泵3引出橡膠管4到供水箱1上部。通過KG316T微電腦時控開關5控制供水泵2供水時間，當模型槽14內水位達到預定高度后，供水水泵2停止工作，用以模擬漲潮荷載。同時通過KG316T微電腦時控開關5啟動排水水泵3，當模型槽14內水位降到預定水位時，KG316T微電腦時控開關5控制水泵3停止工作，用以模擬退潮荷載，然后重復上述過程。

采集系統率先啟動，當傳感器數值趨于穩定后歸零，并開始監測、記錄試驗數據，然后啟動真空預壓系統，隨后啟動水循環系統，直至試驗結束。