專利名稱：高壓滲透固結(jié)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土壤試驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種能同時(shí)進(jìn)行 滲透試驗(yàn)和固結(jié)試驗(yàn)的高壓滲透固結(jié)儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行土樣固結(jié)試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)的主要有以下幾種儀器
1、 LoadTrac II恒定速率固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)， 可以自動(dòng)完成整個(gè)恒定速率固結(jié)試驗(yàn)，其最大壓力量程為3. 5MPa;雖然儀 器操作簡便，精準(zhǔn)度較高，但僅能完成普通的恒定速率加載下的固結(jié)試驗(yàn)。
2、 Rowe型固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)，可以自動(dòng)完成 恒定速率及逐級(jí)加載的固結(jié)試驗(yàn)，其最大壓力量程為3. 5Mpa,且只能完成 普通的固結(jié)試驗(yàn)。
3、 全自動(dòng)滲透試驗(yàn)系統(tǒng)，由美國GE0C0MP公司生產(chǎn)，可以自動(dòng)完成 普通的滲透試驗(yàn)。
4、 三聯(lián)高壓固結(jié)儀，國產(chǎn)，用于進(jìn)行土的壓縮試驗(yàn)，測(cè)定土的變形 與壓力，.或孔隙比與壓力的關(guān)系，以及變形與時(shí)間的關(guān)系，計(jì)算土的單位 沉降量，壓縮系數(shù)和指數(shù)、回彈指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)等等，壓力范 圍為12. 5KPa —4000KPa,但僅能完成普通的固結(jié)試驗(yàn)。
綜上所述，上述儀器僅能進(jìn)行單純的固結(jié)試驗(yàn)或者滲透試驗(yàn)，且固結(jié) 壓力較低，難以對(duì)埋藏較深的土層進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種高壓滲透固結(jié)儀，其結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作簡便，功能多，試驗(yàn)效果好，且能釆集試驗(yàn)過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力和孔隙水壓力。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種高壓滲透固
結(jié)儀，其特征在于包括豎直設(shè)置的簡形壓力室、分別安裝在所述壓力室 上下兩端的頂蓋和底座以及穿插設(shè)置在所述頂蓋上且能在壓力室的內(nèi)腔 上下運(yùn)動(dòng)的活塞，所述頂蓋上設(shè)置有用于安裝千分表或百分表的支架，所 述活塞的上部開有徑向方向的出水口且下端通過圓盤狀中心凹臺(tái)一填充 有透水石，所述出水口和所述凹臺(tái)一通過軸向排水通道相連通，所述底座 的上端通過圓盤狀中心凹臺(tái)二填充有透水石且下端開有用于與壓力機(jī)活 塞相連接的凹臺(tái)三，在底座上且位于所述凹臺(tái)二和所述凹臺(tái)三之間開有徑 向方向的進(jìn)水口，所述進(jìn)水口和所述凹臺(tái)二相通。
所述壓力室的側(cè)壁下段軸向分布有多個(gè)孔隙水壓力計(jì)接口 ，所述各孔 隙水壓力計(jì)接口均與壓力室的內(nèi)腔相通。
所述壓力室的側(cè)壁下段設(shè)置有側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 ，所述側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 與壓力室的內(nèi)腔相通。
所述頂蓋上左右對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支架。
所述壓力室和底座通過法蘭連接，且在壓力室和底座之間設(shè)置有密封圈。
所述頂蓋與壓力室之間為螺紋連接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作 簡便；2、功能多，試驗(yàn)效果好不僅能單獨(dú)進(jìn)行土樣的固結(jié)試驗(yàn)和滲透 試驗(yàn)，并且可以在不同固結(jié)壓力下進(jìn)行滲透試驗(yàn)，或在滲透力作用下進(jìn)行 變形試驗(yàn)，使各試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有良好的相關(guān)性，且由于使用同一土樣同時(shí)進(jìn) 行不同試驗(yàn)，能減少取樣工作量和因取樣造成的誤差；3、由于活塞密封 技術(shù)釆用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞密封技術(shù)，經(jīng)試驗(yàn)證明，本裝置可承受的軸向壓力和 密封壓力均能達(dá)到16MPa，因此，與現(xiàn)有裝置相比具有固結(jié)壓力高的特點(diǎn)； 4、通過側(cè)向應(yīng)力計(jì)和各孔隙水壓力計(jì)能釆集試驗(yàn)過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力 以及不同位置處的孔隙水壓力，并使土樣與壓力室側(cè)壁之間的摩擦力可
4下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明
具體實(shí)施方式
如圖l所示，本實(shí)用新型包括豎直設(shè)置的簡形壓力室5、分別固定安裝 在壓力室5上下兩端的頂蓋3和底座8以及穿插設(shè)置在頂蓋3上且能在壓 力室5的內(nèi)腔上下運(yùn)動(dòng)的活塞4，其中，頂蓋3上設(shè)置有用于安裝千分表 或百分表等位移測(cè)量裝置的支架2，這樣，當(dāng)本實(shí)用新型安裝在工作臺(tái)上 時(shí)，千分表或百分表的測(cè)量桿為豎直設(shè)置，且測(cè)量桿觸頭均頂在工作臺(tái)左 右支承架之間的工字鋼下表面，使安裝和讀數(shù)方便?；钊?的上部開有徑 向方向的出水口 1，活塞4的下端通過圓盤狀中心凹臺(tái)一填充有透水石9, 且出水口 1和所述凹臺(tái)一通過軸向排水通道相連通，底座8的上端通過圓 盤狀中心凹臺(tái)二填充有透水石9,底座8的下端開有用于和壓力機(jī)相連接 的凹臺(tái)三，且在底座8上且位于所述凹臺(tái)二和所述凹臺(tái)三之間開有徑向方 向的進(jìn)水口 7,進(jìn)水口 7和所述凹臺(tái)二相通。
為了測(cè)量試驗(yàn)過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力以及不同位置處的孔隙水壓力， 并使土樣與壓力室5側(cè)壁之間的摩擦力可測(cè)，在壓力室5的側(cè)壁下段設(shè)置 有側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 ll,且在壓力室5的側(cè)壁下段軸向且均勻分布有多個(gè)孔 隙水壓力計(jì)接口 6，側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 ll和各孔隙水壓力計(jì)接口 6均與壓力
1—出水口； 4一活塞； 7—進(jìn)水口； 10—密封圏;
2—支架；
5—壓力室；
8—底座；
ll一側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口
頂蓋；
孔隙水壓力計(jì)接口; 透水石；室5的內(nèi)腔相通。本實(shí)施例中，孔隙水壓力計(jì)接口 6的數(shù)量為三個(gè)。
本實(shí)施例中，頂蓋3上左右對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支架2,與其相對(duì)應(yīng)，兩 個(gè)支架2上分別安裝有千分表或百分表等位移測(cè)量裝置，這樣，能在試驗(yàn) 過程中能通過左右兩個(gè)位移測(cè)量裝置讀取兩個(gè)位移讀數(shù)，以互相校正，減 少讀數(shù)誤差。
本實(shí)施例中，壓力室5和底座8通過法蘭連接，且在壓力室5和底座 8之間設(shè)置有密封圈10,并通過密封圈IO使連接處達(dá)到良好的密封性。 頂蓋3與壓力室5之間為螺紋連接。
以粘性土為例，使用本實(shí)用新型進(jìn)行滲透固結(jié)試驗(yàn)的過程為
1、 打開壓力室5和底座8之間的法蘭，將土樣放入在壓力室5內(nèi)腔 中，再將連接壓力室5和底座8之間的法蘭用螺栓封閉，將本裝置安裝在 工作臺(tái)上，使位于工作臺(tái)底部的壓力機(jī)的活塞伸入在底座8下端的凹臺(tái)三 內(nèi)，使活塞4與工作臺(tái)上的工字鋼固定連接，其中，工作臺(tái)包括底座、安 裝在底座上的壓力機(jī)、對(duì)稱設(shè)置在底座上且位于壓力機(jī)左右兩側(cè)的兩個(gè)支 承架以及水平設(shè)置在兩個(gè)支承架之間的工字鋼；
2、 在兩個(gè)支架2分別安裝千分表，并使兩個(gè)千分表的觸頭分別頂在 工字鋼的下表面，在進(jìn)水口 7上安裝帶水壓力控制裝置的進(jìn)水管，在出水 口 1上安裝帶流量計(jì)的出水管，在側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 ll上安裝側(cè)向應(yīng)力計(jì)， 在各孔隙水壓力計(jì)接口 6上安裝孔隙水壓力計(jì)；
3、 通過壓力機(jī)加壓，壓力室5相對(duì)活塞4向上運(yùn)動(dòng)，使活塞4的下 端面緊貼土樣；
4、 通過安裝在進(jìn)水口 7上的進(jìn)水管向壓力室內(nèi)進(jìn)水加壓，使土樣排
氣；
5、 通過壓力機(jī)施加一定軸向壓力，通過千分表讀取土樣軸向變形位 移量，當(dāng)土樣變形穩(wěn)定時(shí)，通過水壓力控制裝置和流量計(jì)進(jìn)行滲透試驗(yàn)；
6、 改變壓力機(jī)的軸向壓力，再次進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)和滲透試驗(yàn)；
7、 在步驟5和步驟6的試驗(yàn)過程中，通過側(cè)向應(yīng)力計(jì)和各孔隙水壓力計(jì)釆集土樣的側(cè)向應(yīng)力以及不同位置處的孔隙水壓力。
本實(shí)用新型還能用來單獨(dú)進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)或進(jìn)行試樣在滲透
力作用下變形試驗(yàn)。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何
變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于包括豎直設(shè)置的筒形壓力室(5)、分別安裝在所述壓力室(5)上下兩端的頂蓋(3)和底座(8)以及穿插設(shè)置在所述頂蓋(3)上且能在壓力室(5)的內(nèi)腔上下運(yùn)動(dòng)的活塞(4)，所述頂蓋(3)上設(shè)置有用于安裝千分表或百分表的支架(2)，所述活塞(4)的上部開有徑向方向的出水口(1)且下端通過圓盤狀中心凹臺(tái)一填充有透水石(9)，所述出水口(1)和所述凹臺(tái)一通過軸向排水通道相連通，所述底座(8)的上端通過圓盤狀中心凹臺(tái)二填充有透水石(9)且下端開有用于與壓力機(jī)活塞相連接的凹臺(tái)三，在底座(8)上且位于所述凹臺(tái)二和所述凹臺(tái)三之間開有徑向方向的進(jìn)水口(7)，所述進(jìn)水口(7)和所述凹臺(tái)二相通。
2. 按照權(quán)利要求l所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓力室(5) 的側(cè)壁下段軸向分布有多個(gè)孔隙水壓力計(jì)接口 (6)，所述各孔隙水 壓力計(jì)接口 (6)均與壓力室(5)的內(nèi)腔相通。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓 力室(5)的側(cè)壁下段設(shè)置有側(cè)向應(yīng)力計(jì)接口 (11),所述側(cè)向應(yīng)力計(jì)接 口 (11)與壓力室(5)的內(nèi)腔相通。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂 蓋(3)上左右對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支架(2)。
5. 按照權(quán)利要求3所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂蓋(3) 上左右對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)支架(2)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述壓力室 (5)和底座(8)通過法蘭連接，且在壓力室(5)和底座(8)之間設(shè)置有密封圈(10)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的高壓滲透固結(jié)儀，其特征在于所述頂蓋(3) 與壓力室(5)之間為螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓滲透固結(jié)儀，包括筒形壓力室、分別安裝在壓力室上下兩端的頂蓋和底座以及穿插設(shè)置在頂蓋上的活塞，頂蓋上設(shè)置有支架，活塞的上部開有出水口且下端通過凹臺(tái)一填充有透水石，出水口和凹臺(tái)一通過軸向排水通道相連通，底座的上端通過凹臺(tái)二填充有透水石且下端開有凹臺(tái)三，在底座上且位于凹臺(tái)二和凹臺(tái)三之間開有進(jìn)水口，進(jìn)水口和凹臺(tái)二相通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，使用操作簡便，功能多，試驗(yàn)效果好，并采集試驗(yàn)過程中土樣的側(cè)向應(yīng)力和孔隙水壓力。
文檔編號(hào)G01N3/08GK201429594SQ20092003287
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者孫剛臣, 彭建兵, 戴海濤, 鄧亞虹 申請(qǐng)人:長安大學(xué);桂林工學(xué)院