本發(fā)明涉及巖土工程土工試驗(yàn)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及超軟土排水固結(jié)中振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著土地資源日益匱乏，國(guó)內(nèi)外的圍海造陸工程與日俱增。我國(guó)每年都有航道、江河、湖泊等產(chǎn)生大量超軟土，其天然含水量高、透水性差、壓縮性高、強(qiáng)度低，處于軟塑到流塑狀態(tài)，將這些超軟土作為造陸的材料，解決了超軟土的出路問(wèn)題，具有巨大的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2、超軟土場(chǎng)地采用傳統(tǒng)的靜力排水固結(jié)進(jìn)行場(chǎng)地處理的效果良好，工后沉降小，但工期較長(zhǎng)；以強(qiáng)夯為主的動(dòng)力排水固結(jié)法，由強(qiáng)夯作用在地基表面的作用力衰減迅速，其處理深度受限。為解決強(qiáng)夯施加給地基的是瞬時(shí)荷載，作用時(shí)間短、衰減迅速等問(wèn)題，學(xué)者們提出了振動(dòng)增壓排水固結(jié)。振動(dòng)增壓排水固結(jié)是指在擬處理的軟土地基中按一定的間隔埋設(shè)振動(dòng)器，開(kāi)啟振動(dòng)器產(chǎn)生一個(gè)周期性激振力，該周期性激振力作用于土體，即在超軟土地層內(nèi)部施加動(dòng)力周期荷載，處理深度大，工后沉降小，不僅可以處理砂土、粉土，還可以處理淤泥、淤泥質(zhì)土。但振動(dòng)增壓的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法尚不完善，設(shè)計(jì)采用一些參數(shù)缺乏試驗(yàn)依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，一方面，本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案提供了一種超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，包括固結(jié)容器、振動(dòng)單元、加壓系統(tǒng)以及試驗(yàn)單元；其中，

2、所述固結(jié)容器底部設(shè)有出水孔，所述固結(jié)容器的側(cè)壁上設(shè)置有豎向排水帶，所述固結(jié)容器內(nèi)盛放超軟土試樣，所述固結(jié)容器的頂部、底部分別為可透水的上透水板和下透水板；

3、所述振動(dòng)單元包含振動(dòng)器，所述振動(dòng)器安裝在所述固結(jié)容器內(nèi)；

4、所述試驗(yàn)單元包括加壓架、加壓傳感器、位移計(jì)以及加壓蓋板，所述固結(jié)容器設(shè)置在所述加壓架內(nèi)，所述加壓蓋板蓋設(shè)在所述固結(jié)容器頂部，對(duì)超軟土試樣施壓，所述加壓傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述加壓蓋板給予超軟土試樣施壓的壓力值；

5、所述測(cè)試系統(tǒng)包括孔隙水壓力傳感器和位移計(jì)；所述固結(jié)容器的側(cè)壁上設(shè)置有所述孔隙水壓力傳感器，所述位移計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隨著超軟土固結(jié)所述加壓蓋板向下移動(dòng)的距離。

6、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，所述振動(dòng)器通過(guò)振動(dòng)器架安裝在所述固結(jié)容器內(nèi)。

7、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，所述加壓架底部設(shè)置有底座，所述固結(jié)容器設(shè)置在所述底座上。

8、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，還包括排水量測(cè)量容器，其設(shè)置在所述出水孔下方，用于承接經(jīng)由出水孔排放出來(lái)的水。

9、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，所述豎向排水帶的長(zhǎng)度為超軟土試樣的初始高度，所述豎向排水帶有多個(gè)，且以振動(dòng)器為中心對(duì)稱(chēng)布置。

10、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，所述振動(dòng)器的直徑為固結(jié)容器直徑的1/5～1/4。

11、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，加壓蓋板與超軟土試樣頂面完全接觸。

12、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，還包括采集儀，其連接加壓傳感器、位移計(jì)以及孔隙水壓力傳感器，收集各傳感器傳輸?shù)碾娦盘?hào)，并將其轉(zhuǎn)換為壓力值、位移值以及孔隙水壓力值。

13、另一方面，本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案提供一種基于所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

14、將待試驗(yàn)的超軟土試樣置于固結(jié)容器，通過(guò)加壓蓋板向超軟土試樣施加不同荷載對(duì)超孔隙水壓力、位移和排水量進(jìn)行采集，得到超孔隙水壓力、位移和排水量與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)，并對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行分析，獲得土體固結(jié)度、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)；

15、其中施加荷載時(shí)保證荷載為豎向，并加載蓋板垂直，且為分級(jí)加載；靜載加壓一定時(shí)間后進(jìn)行振動(dòng)加載，并調(diào)節(jié)激振頻率、激振力和激振持續(xù)時(shí)間。

16、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案，在超軟土試樣置入固結(jié)容器前需將超軟土試樣靜置24h。

17、本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明提供了一種超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置和方法，通過(guò)在超軟土試樣上下布置透水板、側(cè)面布置排水帶，構(gòu)成一個(gè)完整的排水通道，可及時(shí)將水排出，實(shí)現(xiàn)快速排水固結(jié)；本發(fā)明通過(guò)布置孔隙水壓力傳感器、位移計(jì)、排水量測(cè)量容器，可實(shí)時(shí)獲得孔隙水壓力、沉降、排水量的情況；本發(fā)明的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，自動(dòng)化程度高，可為超軟土的地基的振動(dòng)增加排水固結(jié)加固設(shè)計(jì)參數(shù)和理論依據(jù)。

18、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

技術(shù)特征：

1.一種超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括固結(jié)容器、振動(dòng)單元、加壓系統(tǒng)以及試驗(yàn)單元；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述振動(dòng)器通過(guò)振動(dòng)器架安裝在所述固結(jié)容器內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加壓架底部設(shè)置有底座，所述固結(jié)容器設(shè)置在所述底座上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括排水量測(cè)量容器，其設(shè)置在所述出水孔下方，用于承接經(jīng)由出水孔排放出來(lái)的水。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述豎向排水帶的長(zhǎng)度為超軟土試樣的初始高度，所述豎向排水帶有多個(gè)，且以振動(dòng)器為中心對(duì)稱(chēng)布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述振動(dòng)器的直徑為固結(jié)容器直徑的1/5～1/4。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，加壓蓋板與超軟土試樣頂面完全接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括采集儀，其連接加壓傳感器、位移計(jì)以及孔隙水壓力傳感器，收集各傳感器傳輸?shù)碾娦盘?hào)，并將其轉(zhuǎn)換為壓力值、位移值以及孔隙水壓力值。

9.一種基于權(quán)利要求1-7任一所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，其特征在于，在超軟土試樣置入固結(jié)容器前需將超軟土試樣靜置24h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)裝置，包括固結(jié)容器、振動(dòng)單元、加壓系統(tǒng)以及試驗(yàn)單元；其中，固結(jié)容器底部設(shè)有出水孔，側(cè)壁上設(shè)有豎向排水帶；振動(dòng)單元包含振動(dòng)器；試驗(yàn)單元包括加壓架、加壓傳感器、位移計(jì)以及加壓蓋板，加壓蓋板蓋設(shè)在固結(jié)容器頂部，對(duì)超軟土試樣施壓；測(cè)試系統(tǒng)包括孔隙水壓力傳感器和位移計(jì)；固結(jié)容器的側(cè)壁上設(shè)置有孔隙水壓力傳感器，位移計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隨著超軟土固結(jié)所述加壓蓋板向下移動(dòng)的距離，本發(fā)明還提供了一種超軟土振動(dòng)增壓排水固結(jié)試驗(yàn)方法，本發(fā)明通過(guò)在超軟土試樣上下布置透水板、側(cè)面布置排水帶，構(gòu)成一個(gè)完整的排水通道，可及時(shí)將水排出，實(shí)現(xiàn)快速排水固結(jié)。

技術(shù)研發(fā)人員：全小娟,趙齊,丁繼輝,易煜,趙亞峰,段慶松,李凡生,蘇云超,麻興亞,孟欣宜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交特種工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6