一種淤泥流動測試儀的制作方法

本發明涉及巖土工程領域，尤其涉及到吹填工程領域，具體說來是一種淤泥流動測試儀。

背景技術：

隨著沿海發達地區城市化進程的加快，城市規模不斷膨脹，沿海土地資源緊缺現象愈發明顯。圍海造陸也成為了解決土地資源緊張最為直接有效的辦法。隨著政府明令禁止開山采石以及江河中砂源緊張等問題，工程上不得不考慮采用其他材料來圍海造地。近年來疏浚淤泥作為吹填材料已被廣泛運用于圍海吹填工程中，不僅解決了疏浚淤泥的堆放問題，還解決了土地吹填材料來源問題，節約了工程造地的成本，降低了拋泥棄淤對環境造成的污染，綜合效益十分顯著。

吹填淤泥尤其是新近吹填淤泥含水量較大，自重固結尚未完成，甚至還處在沉積階段，不能作為天然地基直接使用。因此，吹填淤泥必需經過地基處理后方能使用。目前常用的吹填淤泥地基處理方法主要為無砂墊層真空預壓地基處理方法。然而工程實踐表明，新近吹填淤泥地基經無砂墊層真空預壓技術加固后，土體強度增長有限，地基有效加固深度小，地基承載力仍然較低。抽真空過程中，不僅孔隙水會發生流動，吹填淤泥顆粒也會發生一定的流動，有的甚至通過濾膜進入板芯，除了會降低塑料排水板周圍土體滲透系數外，還會造成塑料排水板的淤堵；然而現有的真空預壓豎向排水井地基固結理論僅將孔隙水作為流動介質，而將土顆粒形成的骨架作為變形介質來進行研究。這與工程實際情況有一定差異，若將次理論用于吹填淤泥的固結分析并沒有太大的指導意義，因此一套研究吹填淤泥流動機理的試驗設備亟待開發。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術的空白之處，提供了一種淤泥流動測試儀。通過運用此設備我們能更深入認知和理解吹填淤泥流動機理以及其在固結中的作用。為了達到上述目的，本發明包括：壓力水頭容器，連接管，止水閥，貯水器，透水石，隔離板，試樣室，擋板薄片，提拉環扣，固定盒，出水口，量筒等。

作為優選所述的一種淤泥流動測試儀。其試樣室中間位置設有一擋板薄片，試樣室上下端部分別設隔離板以及密封活塞從而封閉土樣的豎向排水路徑。試樣室左右兩側分別固定有契合尺寸的透水石。透水石端部分別為左右兩個貯水器。右貯水器設計高度處有一出水口，出水口下設一量筒接水。左側貯水器與壓力水頭容器通過連接管相連，連接管上設一止水閥以調節開關。

作為優選所述的擋板薄片設置在試樣室中間位置，擋板四周邊緣與試樣室以及隔離板緊靠并設橡膠墊密封。

作為優選所述的擋板薄片上焊接有圓環形的提拉扣。

作為優選所述的壓力水頭容器通過連接管與貯水器相連，可根據試驗要求選裝不同尺寸的壓力水頭容器。

通過以上技術方案，本發明的有益之處有：

1，本發明通過在試樣室裝滿淤泥后向上抽起擋板薄片可針對水力梯度作用下淤泥顆粒流動特性這一問題進行研究。

2，本發明通過向兩側土樣室倒入相同的淤泥土樣可測定同一孔隙比情況下的淤泥顆粒的流動情況。

3，本發明通過向兩側土樣室倒入不同的淤泥土樣可測定不同孔隙比情況下的淤泥顆粒的流動情況。

4，本發明通過選連不通尺寸的壓力水頭容器可改變壓力水頭差，從而測定不同水力梯度作用下淤泥顆粒的流動情況。

5，本發明通過在固定盒上端施加荷載可測定不同有效應力情況下淤泥顆粒的流動情況。

附圖說明

圖1是淤泥流動測試儀的結構示意圖。

圖2是本發明一種淤泥流動測試儀的俯視圖。

圖中：1-壓力水頭容器；2-連接管；3-止水閥；4-左側貯水器；5-透水石；6-隔離板；7-擋板薄片；8-上固定盒；9-提拉環扣；10-試樣室；11-量筒；12-密封橡膠墊；13-下固定盒；14-右側貯水器；15-出水口。

具體實施方式

以下給出本發明的一個具體實施例，并通過該實施例對本發明做進一步具體描述，有必要指出實施案例僅僅用于對本發明的進一步說明，本發明保護范圍并不僅局限于此。所屬領域的技術人員對本發明實施的一些非本質性的調整與改進仍屬于該發明的保護范圍。

參見圖1-2，一種淤泥流動測試儀，包括壓力水頭容器1，壓力水頭容器1與左側貯水器4通過連接管2連接密封，連接管二上設有止水閥3調節開關，左側貯水器4與試樣室10之間隔有一契合尺寸的透水石5，試樣室上下兩端固定安裝有上固定盒8與下固定盒13，固定盒與試樣室之間通過隔離板6與活塞密封隔離，試樣室中間設有一擋板薄片7，其可將試樣室分為左右兩個大小一樣的密閉空間，擋板薄片7上焊接有圓環形的提拉扣9，擋板四周邊緣分別與試樣室10的側壁，以及部隔離板6之間通過橡膠墊圈12密封連接，試樣室10的右側為右側貯水器14，其間間隔有一透水石片，貯水器14設計位置處有一出水口15，出水口下放置量筒11.

所述的擋板薄片7設置在試樣室的中間位置，其四周邊緣緊靠試樣室側壁，隔離板并通過橡膠墊圈密封。

所述的擋板薄片7上焊接有圓形的提拉扣9。

所述的壓力水頭容器尺寸可根據試驗需求選連。

所述的試樣室總尺寸為200mm*200mm*400mm，擋板薄片尺寸為200mm*200mm*10mm，左右兩貯水器尺寸為200mm*200mm*200mm，兩側透水石尺寸為200mm*200mm*20mm，試樣室上下隔離板尺寸為200mm*5mm*400mm。

所述的試樣室，貯水器，擋板薄片等均由不易變形的金屬材料制成。

基于一種淤泥流動測試儀，該試驗步驟包含：

1，首先安裝好試驗設備，連接好各個接頭并檢查其是否漏水，將擋板薄片7插入到試樣室中間位置并關閉止水閥3。

2，制備試驗用土試樣，打開上部固定盒8，稱量等質量m的淤泥試樣分別倒入擋板薄片7分隔開的兩個試樣室內。

3，關閉上部固定盒8并向右側貯水器14加水至出水口高度，向壓力水頭容器1內加水并打開止水閥3保持左右兩側貯水器水位都處于右側貯水器出水口高度。

4，關閉止水閥3，在右側貯水器14出水口15處放置一量筒11。

5，向壓力水頭容器1內加滿水并保持持續水頭供應，打開止水閥3同時通過環扣9將擋板薄片7抽離試樣室，計時。

6，一段時間t后關閉止水閥3，并將擋板薄片7再次插入到原先位置，讀取量筒11測得的透水量q，即可換算得到土樣的水平滲透系數。

7，分別測量擋板薄片7左側試樣室和右側試樣室內的土體質量m1和m2，根據兩側試樣室內淤泥土樣質量的變化可換算得到淤泥顆粒的流量。

8，通過向兩側試樣室中倒入不同的淤泥試驗可以研究不同孔隙比情況下淤泥顆粒的流動情況；通過連接不同尺寸的壓力水頭容器1改變不同的水頭差可測試不同水力梯度情況下淤泥顆粒的流動情況；通過在固定盒8上端加載可以測試不同有效應力情況下淤泥顆粒的流動情況，試驗步驟皆與以上步驟類似。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種淤泥流動測試儀，屬于巖土工程領域。本發明包括：壓力水頭容器，連接管，止水閥，貯水器，透水石，隔離板，試樣室，擋板薄片，提拉環扣，固定盒，出水口，量筒等。本發明通過在試樣室中間插設一擋板薄片將試樣室兩側土樣分隔開來，打開止水閥的同時抽出擋板薄片，一段時間t后關閉止水閥并再次插設擋板薄片至原先位置，通過測量一段時間t后兩側土樣的質量變化情況即可換算得到淤泥顆粒的流量變化。本發明還可以通過一些措施研究不同水力梯度、不同孔隙比、不同有效應力情況下土顆粒的流動情況，填補了吹填淤泥流動機理研究方向的空白。該試驗方案有效可行，試驗設備簡單易操作。

技術研發人員：劉加才;史文韜;王旭東
受保護的技術使用者：南京工業大學
技術研發日：2017.04.24
技術公布日：2017.09.01