本發(fā)明涉及一種溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)及其操作方法，尤其涉及一種能夠兼顧進(jìn)行飽和土固結(jié)試驗(yàn)和非飽和土固結(jié)試驗(yàn)的多功能固結(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在巖土工程中，巖土介質(zhì)材料的固結(jié)、沉降特性對工程性狀有著重要影響，其固結(jié)、沉降特性除受到介質(zhì)自身的物理力學(xué)特性的影響外，還受到所處的多場環(huán)境條件(溫度、滲透、應(yīng)力狀態(tài)、剪切波和化學(xué)條件等)的影響。在多場(溫度、滲透、應(yīng)力狀態(tài)、剪切波和化學(xué)條件等)耦合作用下，巖土介質(zhì)的孔隙分布、孔隙溶液組成、孔隙壓力及其顆粒間的相互作用均發(fā)生變化，進(jìn)而影響了巖土工程中介質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、變形和滲透特性，這對于研究巖土介質(zhì)材料的固結(jié)沉降特性有著決定性的作用。故研究具備進(jìn)行多場耦合作用的標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)系統(tǒng)，對于工程建設(shè)以及科學(xué)研究具有重要的作用。

室內(nèi)土工試驗(yàn)中，對土體固結(jié)沉降特性的研究多采用固結(jié)儀、壓力板儀和液壓固結(jié)儀，軸向加載系統(tǒng)主要采用軸向電機(jī)加載、軸向氣缸加載和軸向液壓加載。通常，軸向電機(jī)加載易受到土體非線性的影響，難以施加恒定的固結(jié)壓力，軸向氣缸加載則受到所提供氣壓的影響，不能施加高壓，且軸向電機(jī)加載和軸向氣壓加載都涉及到加載活塞密封性、密封圈與側(cè)壁摩擦力難以克服等問題，當(dāng)進(jìn)行回彈試驗(yàn)時，摩擦力較大，影響試驗(yàn)控制的準(zhǔn)確性，而液壓加載主要是通過柔性滾動隔膜進(jìn)行加載，由于液體對柔性滾動隔膜的壓力作用，柔性滾動隔膜易發(fā)生膨脹變形，變形后的柔性滾動隔膜與壓力室側(cè)壁易產(chǎn)生較大的摩擦力，特別是在高溫條件下，柔性滾動隔膜受熱膨脹，摩擦力將繼續(xù)增大，無法精確地進(jìn)行各類固結(jié)試驗(yàn)，導(dǎo)致得到的試驗(yàn)結(jié)果精確度較低。并且，固結(jié)儀、壓力板儀和液壓固結(jié)儀不能有效地進(jìn)行多場耦合條件下的標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)，無法測得多場條件下土體的物理力學(xué)特性，工作效率低，測量的成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有試驗(yàn)儀器存在的弊端，提供一種溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，該多功能固結(jié)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多場條件下耦合問題的研究，大大提高工作效率，降低測量成本。并能夠有效地降低高溫條件下無摩擦隔膜膨脹變形后與不銹鋼筒間的摩擦力，測量結(jié)果更加精確。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，它包括依次連接的固結(jié)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、壓力控制裝置、溫度控制及監(jiān)測裝置、剪切波發(fā)送及接收裝置和計(jì)算機(jī)。其中固結(jié)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、壓力控制裝置、溫度控制及監(jiān)測裝置、剪切波發(fā)送及接收裝置和計(jì)算機(jī)相互之間可以通過通訊協(xié)議(如RS232、TCP/IP、CAN等)進(jìn)行通信連接。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的固結(jié)裝置包括上蓋、有機(jī)玻璃筒壁、底座、支撐軸、上導(dǎo)向座、中心桿、連接帽、豎向孔壓傳感器、下導(dǎo)向座、無摩擦隔膜、內(nèi)環(huán)、外環(huán)、不銹鋼筒、側(cè)向孔壓傳感器、環(huán)形透水石和陶土板；

所述的有機(jī)玻璃筒壁固定連接在上蓋和底座之間，不銹鋼筒位于有機(jī)玻璃筒壁的內(nèi)部，不銹鋼筒固定連接在上蓋和底座之間；所述的不銹鋼筒與有機(jī)玻璃筒壁、上蓋和底座形成外部腔體；

無摩擦隔膜上端固定在上蓋與不銹鋼筒的連接處，無摩擦隔膜位于不銹鋼筒的內(nèi)部，無摩擦隔膜與上蓋形成密封腔體；

中心桿通過上導(dǎo)向座和下導(dǎo)向座固定在上蓋的中心位置，且中心桿的頂部固定有連接帽，中心桿下部與無摩擦隔膜的底部中心相連接；

所述的中心桿為貫通的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有第一通道；

所述的無摩擦隔膜為變直徑伸縮膜片，側(cè)壁采用波浪形結(jié)構(gòu)；

側(cè)向孔壓傳感器安裝在不銹鋼筒內(nèi)，并穿過內(nèi)環(huán)和外環(huán)，與試樣相接觸。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，其所述的不銹鋼筒的下部側(cè)壁內(nèi)嵌有內(nèi)環(huán)和外環(huán)，內(nèi)環(huán)位于外環(huán)的內(nèi)部，試樣位于內(nèi)環(huán)中，試樣和無摩擦隔膜之間放置有透水石。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的底座從中心到試樣邊界位置依次安裝陶土板和圓環(huán)形透水石，且陶土板和圓環(huán)形透水石與底座之間分別設(shè)置第一儲水空腔和第二環(huán)形儲水空腔，第一儲水空腔分別與第二通道和第三通道相連通，第二通道末端安裝有第一高壓球閥；第三通道末端安裝有第二高壓球閥；

第二環(huán)形儲水空腔與第四通道相連通，且在第四通道的拐角處設(shè)置有豎向孔壓，第四通道的末端安裝有第三高壓球閥。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，壓力控制裝置包括豎向壓力體積控制器、反壓體積控制器、滲透壓力體積控制器和氣壓控制器；

所述的豎向壓力體積控制器、反壓體積控制器和氣壓控制器分別與固結(jié)裝置上的第五通道、第六通道和第七通道相連接；第七通道上安裝有第五高壓球閥，第六通道上安裝有第四高壓球閥。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的溫度控制裝置包括水浴箱、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、水浴循環(huán)銅管和隔熱保溫材料，所述的隔熱保溫材料包裹在有機(jī)玻璃筒壁的外部，使外部腔體構(gòu)成一個恒溫腔；

所述的水浴循環(huán)銅管位于外部腔體內(nèi)，并緊貼不銹鋼筒；第二溫度傳感器位于外部腔體內(nèi)；第一溫度傳感器固定在底座上，并位于試樣內(nèi)。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，剪切波發(fā)送及接收裝置包括剪切波發(fā)送及放大裝置、剪切波發(fā)射彎曲元和剪切波接收彎曲元。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集裝置可對位移、孔壓、溫度、剪切波進(jìn)行采集。

作為優(yōu)選方案，以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)的操作方法，所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)兼顧進(jìn)行飽和固結(jié)試驗(yàn)和非飽和固結(jié)試驗(yàn)，其操作為：

當(dāng)進(jìn)行飽和固結(jié)試驗(yàn)時，關(guān)閉第五高壓球閥、第二高壓球閥、第一高壓球閥，即可進(jìn)行飽和固結(jié)試驗(yàn)；

當(dāng)進(jìn)行非飽和固結(jié)試驗(yàn)時，關(guān)閉第二高壓球閥、第三高壓球閥和第四高壓球閥，即可進(jìn)行非飽和固結(jié)試驗(yàn)。

本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用，包括以下方面的應(yīng)用：

a、溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合條件下飽和土標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)；

b、溫度-吸力-應(yīng)力耦合條件下非飽和土標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)；

c、在剪切波作用下，飽和土溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)試驗(yàn)；

d、在剪切波作用下，非飽和土溫度-吸力-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)試驗(yàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)采用變直徑伸縮膜片作為無摩擦隔膜，可有效地降低在高溫、高壓條件下無摩擦隔膜與不銹鋼筒間的摩擦作用，能夠有效地進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)，提高測量精確度。

2、本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)在試樣容器的側(cè)壁安裝有彎曲元，能夠測試固結(jié)試驗(yàn)過程中試樣的剪切波速以及試樣的小應(yīng)變剪切模量等物理參數(shù)，測量精度更高；

3、本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)安裝有側(cè)向孔壓傳感器和豎向孔壓傳感器，能夠有效地測量試樣水平向和豎直向的孔隙水壓力；

4、本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)采用水浴、溫度傳感器和恒溫腔相結(jié)合的溫度控制方式，能夠有效地控制試驗(yàn)過程中的溫度變化。

5、本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)能夠兼顧實(shí)現(xiàn)飽和/非飽和土固結(jié)試驗(yàn)功能，實(shí)現(xiàn)多場耦合作用，用途廣泛！

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述的固結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所述的固結(jié)裝置的俯視圖。

圖4是本發(fā)明圖3固結(jié)裝置的A-A剖面圖。

圖5是本發(fā)明圖3的固結(jié)裝置的B-B剖面圖。

圖6是本發(fā)明所述的固結(jié)裝置中無摩擦隔膜的受力分析圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)施例1

如圖1-6所示，一種溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，包括依次連接的固結(jié)裝置1、數(shù)據(jù)采集裝置2、壓力控制裝置3、溫度控制及監(jiān)測裝置4、剪切波發(fā)送及接收裝置5和計(jì)算機(jī)6。

所述的固結(jié)裝置1包括上蓋1-1、有機(jī)玻璃筒壁1-2、底座1-3、支撐軸1-4、上導(dǎo)向座1-5、中心桿1-6、連接帽1-7、豎向孔壓傳感器1-11、下導(dǎo)向座1-12、無摩擦隔膜1-13、內(nèi)環(huán)1-16、外環(huán)1-18、不銹鋼筒1-19、側(cè)向孔壓傳感器1-20、環(huán)形透水石1-21和陶土板1-22；

所述的有機(jī)玻璃筒壁1-2固定連接在上蓋1-1和底座1-3之間，不銹鋼筒1-19位于有機(jī)玻璃筒壁1-2的內(nèi)部，不銹鋼筒1-19固定連接在上蓋1-1和底座1-3之間；所述的不銹鋼筒1-19與有機(jī)玻璃筒壁1-2、上蓋1-1和底座1-3形成外部腔體1-17；

無摩擦隔膜1-13上端固定在上蓋1-1與不銹鋼筒1-19的連接處，無摩擦隔膜1-13位于不銹鋼筒1-19的內(nèi)部，無摩擦隔膜1-13與上蓋1-1形成密封腔體；

中心桿1-6通過上導(dǎo)向座1-5和下導(dǎo)向座1-12固定在上蓋1-1的中心位置，且中心桿1-6的頂部固定有連接帽1-7，中心桿1-6下部與無摩擦隔膜1-13的底部中心相連接；

所述的中心桿1-6為貫通的中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有第一通道1-31；

所述的無摩擦隔膜1-13為變直徑伸縮膜片，側(cè)壁采用波浪形結(jié)構(gòu)；

側(cè)向孔壓傳感器1-20安裝在不銹鋼筒1-19內(nèi)，并穿過內(nèi)環(huán)1-16和外環(huán)1-18，與試樣1-15相接觸。

以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的不銹鋼筒1-19的下部側(cè)壁內(nèi)嵌有內(nèi)環(huán)1-16和外環(huán)1-18，內(nèi)環(huán)1-16位于外環(huán)1-18的內(nèi)部，試樣1-15的四周位于內(nèi)環(huán)1-16內(nèi)，試樣1-15和無摩擦隔膜1-13之間放置有透水石1-14。

以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的底座1-3從中心到試樣1-15邊界位置依次安裝陶土板1-22和圓環(huán)形透水石1-21，且陶土板1-22和圓環(huán)形透水石1-21與底座1-3之間分別設(shè)置第一儲水空腔1-24和第二環(huán)形儲水空腔1-23，第一儲水空腔1-24分別與第二通道1-27和第三通道1-28相連通，第二通道1-27末端安裝有第一高壓球閥1-30；第三通道1-28末端安裝有第二高壓球閥1-29；

第二環(huán)形儲水空腔1-23與第四通道1-25相連通，且在第四通道1-25的拐角處設(shè)置有豎向孔壓1-11，第四通道1-25的末端安裝有第三高壓球閥1-26。

以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，壓力控制裝置3包括豎向壓力體積控制器3-1、反壓體積控制器3-2、滲透壓力體積控制器3-3和氣壓控制器3-4；

所述的豎向壓力體積控制器3-1、反壓體積控制器3-2和氣壓控制器3-4分別與固結(jié)裝置1上的第五通道1-36、第六通道1-32和第七通道1-33相連接；第七通道1-33上安裝有第五高壓球閥1-34，第六通道1-32上安裝有第四高壓球閥1-35。

以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，所述的溫度控制裝置4包括水浴箱、第一溫度傳感器4-2、第二溫度傳感器4-4、水浴循環(huán)銅管4-3和隔熱保溫材料4-5，所述的隔熱保溫材料4-5包裹在有機(jī)玻璃筒壁1-2的外部，使外部腔體1-17構(gòu)成一個恒溫腔；

所述的水浴循環(huán)銅管4-3位于外部腔體1-17內(nèi)，并緊貼不銹鋼筒1-19；第二溫度傳感器4-4位于外部腔體1-17內(nèi)；第一溫度傳感器4-2固定在底座1-3上，并位于試樣1-15內(nèi)。

剪切波發(fā)送及接收裝置5包括剪切波發(fā)送及放大裝置、剪切波發(fā)射彎曲元5-2和剪切波接收彎曲元5-3。

以上所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集裝置2可對位移、孔壓、溫度、剪切波進(jìn)行采集。可采用南京泰克奧科技有限公司生產(chǎn)的、型號為TKA-DAI-10的數(shù)據(jù)采集儀。

本發(fā)明所述的豎向壓力體積控制器3-1、反壓體積控制器3-2、滲透壓力體積控制器3-3分別采用南京泰克奧科技有限公司生產(chǎn)的型號為TKA-PVC-3的標(biāo)準(zhǔn)壓力體積控制器，通過計(jì)算步進(jìn)馬達(dá)或者伺服電機(jī)的步數(shù)測量體積變化，并對試驗(yàn)中的壓力進(jìn)行控制，是一種提供水壓力及體積測量的控制裝置；可根據(jù)試驗(yàn)需要選用不同量程的標(biāo)準(zhǔn)壓力體積控制器。

所述的氣壓控制器3-4采用南京泰克奧科技有限公司生產(chǎn)的型號為TKA-AVC-1的氣壓控制器，該控制器能夠提供的最大壓力為1MPa。

實(shí)施例2

如圖6所示，無摩擦隔膜1-13側(cè)壁采用波浪形結(jié)構(gòu)，在豎向加壓過程中，無摩擦隔膜1-13內(nèi)的無氣水分別對波浪結(jié)構(gòu)的上截面ab、下截面bc施加作用力N_上和N_下，且在試驗(yàn)過程中同一豎向力作用下，波浪結(jié)構(gòu)上截面ab、下截面bc的豎向作用力N_上1和N_下1的大小相等、方向相反，有效地降低了波浪結(jié)構(gòu)上截面ab、下截面bc的水平作用力N_上2和N_下2對無摩擦隔膜1-13側(cè)壁膨脹變形的影響，使無摩擦隔膜1-13與不銹鋼筒1-19間的接觸由面接觸變?yōu)辄c(diǎn)接觸(如a點(diǎn))，因此在加壓過程中，有效地降低無摩擦隔膜1-13與不銹鋼筒1-19間的摩擦力，大大提高了試驗(yàn)測量的精確度，取得了很好技術(shù)進(jìn)步。

實(shí)施例3

本發(fā)明所述的溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)系統(tǒng)的操作方法為：

當(dāng)進(jìn)行飽和固結(jié)試驗(yàn)時，關(guān)閉第五高壓球閥1-34、第二高壓球閥1-29、第一高壓球閥1-30，即可進(jìn)行飽和固結(jié)試驗(yàn)；

當(dāng)進(jìn)行非飽和固結(jié)試驗(yàn)時，關(guān)閉第二高壓球閥1-29、第三高壓球閥1-26和第四高壓球閥1-35，即可進(jìn)行非飽和固結(jié)試驗(yàn)。

實(shí)施例4

a、溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合條件下飽和土標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)，本發(fā)明的操作步驟為：

步驟一：試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作，關(guān)閉第五高壓球閥1-34、第二高壓球閥1-29、第一高壓球閥1-30，滲透壓力體積控制器3-3通過管線與第四通道1-25相連通，通過加壓、注排水操作排除壓力控制裝置3及管線內(nèi)的氣泡；

步驟二：安裝試樣，如圖4所示將試樣1-15放入內(nèi)環(huán)1-16內(nèi)部，并在試樣1-15上方放上透水石1-14，固結(jié)裝置1的無摩擦隔膜1-13位于透水石1-14的上方；

步驟三：開始試驗(yàn)，采用計(jì)算機(jī)6對本發(fā)明的固結(jié)系統(tǒng)發(fā)送命令，溫度控制：外部腔體1-17內(nèi)注滿無氣水，作為試驗(yàn)用的恒溫腔，同時通過水浴箱的水浴循環(huán)銅管4-3對試樣1-15和外部腔體1-17內(nèi)的無氣水進(jìn)行溫度控制，并通過第一溫度傳感器4-2、第二溫度傳感器4-4分別對試樣1-15內(nèi)部和外部腔體1-17的溫度進(jìn)行監(jiān)控；滲透控制：設(shè)置反壓體積控制器3-2作為滲透過程中的下水頭壓力，滲透壓力體積控制器3-3作為滲透過程中的上水頭壓力；應(yīng)力控制：通過豎向壓力體積控制器3-1對無摩擦隔膜1-13內(nèi)注排無氣水、施加不同的壓力，無摩擦隔膜1-13內(nèi)無氣水產(chǎn)生的壓力通過透水石1-14作用在試樣1-15上，進(jìn)而對試樣1-15進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)；

步驟四：完成試驗(yàn)，去除試樣1-15，將儀器進(jìn)行清理。

c、在剪切波作用下進(jìn)行飽和土溫度-吸力-滲透-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)試驗(yàn)，本發(fā)明的操作步驟是在試驗(yàn)a的基礎(chǔ)上增加剪切波發(fā)射彎曲元5-2和剪切波接收彎曲元5-3產(chǎn)生剪切波環(huán)境。

實(shí)施例5

b、溫度-吸力-應(yīng)力耦合條件下非飽和土標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)，本發(fā)明的操作步驟為：

步驟一：試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作，關(guān)閉第二高壓球閥1-29、第三高壓球閥1-26和第四高壓球閥1-35，滲透壓力體積控制器3-3通過管線與第二通道1-27相連通，通過加壓、注排水操作排除壓力控制裝置3及管線內(nèi)的氣泡；

步驟二：安裝試樣，如圖4所示將試樣1-15放入內(nèi)環(huán)1-16內(nèi)部，并在試樣1-15上方放上透水石1-14，固結(jié)裝置1的無摩擦隔膜1-13位于透水石1-14的上方；

步驟三：開始試驗(yàn)，采用計(jì)算機(jī)6對本發(fā)明的固結(jié)系統(tǒng)發(fā)送命令，溫度控制：外部腔體1-17內(nèi)注滿無氣水，作為試驗(yàn)用的恒溫腔，同時通過水浴箱的水浴循環(huán)銅管4-3對試樣1-15和外部腔體1-17內(nèi)的無氣水進(jìn)行溫度控制，并通過第一溫度傳感器4-2、第二溫度傳感器4-4分別對試樣1-15內(nèi)部和外部腔體1-17的溫度進(jìn)行監(jiān)控；吸力控制：利用軸平移技術(shù)，氣壓控制器3-4對試樣施加孔隙氣壓力，滲透壓力體積控制器3-3對陶土板1-22的下方施加孔隙水壓力；應(yīng)力控制：通過豎向壓力體積控制器3-1對無摩擦隔膜1-13內(nèi)注排無氣水、施加不同的壓力，無摩擦隔膜1-13內(nèi)無氣水產(chǎn)生的壓力通過透水石1-14作用在試樣1-15上，進(jìn)而對試樣1-15進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)；

步驟四：完成試驗(yàn)，去除試樣1-15，將儀器進(jìn)行清理。

d、在剪切波作用下進(jìn)行非飽和土溫度-吸力-應(yīng)力耦合多功能固結(jié)試驗(yàn)，本發(fā)明的操作步驟是在試驗(yàn)b的基礎(chǔ)上增加剪切波發(fā)射彎曲元5-2和剪切波接收彎曲元5-3產(chǎn)生剪切波環(huán)境。