低滲土體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種±工實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，具體是一種低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置 及其測(cè)試方法，屬于巖±工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化的發(fā)展，地下空間的開發(fā)已引起人們的關(guān)注，大規(guī)模的地下建筑也越 來(lái)越多，如地下商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)、地鐵及隧道等。上述地下結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計(jì)是目前的難點(diǎn)， 尤其是埋置于低滲透±層中地下結(jié)構(gòu)的浮力大小，由于低滲透±層孔隙吼道狹窄、連通性 差、滲透性差，存在各相間的表面性質(zhì)和作用（包括吸附作用、水化膜作用、鹽組分滲吸作 用、邊界層作用、各種界面作用），導(dǎo)致水壓傳遞機(jī)理不明確。
[0003] 現(xiàn)有計(jì)算方法不區(qū)分±層透水性的強(qiáng)弱，直接套用阿基米德定律，相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn) 也僅包含滲透實(shí)驗(yàn)和固結(jié)實(shí)驗(yàn)兩項(xiàng)，而該兩項(xiàng)試驗(yàn)難W直接反映水壓的傳遞情況。現(xiàn)有的 滲透實(shí)驗(yàn)不僅不能給±體施加不同的固結(jié)壓力，且試驗(yàn)所施加的水頭也很小，不能體現(xiàn)試 驗(yàn)±樣所處的實(shí)際壓力環(huán)境；所得試驗(yàn)結(jié)果是基于滲透滿足達(dá)西定律基礎(chǔ)上的，但低滲± 體的滲流往往存在非達(dá)西現(xiàn)象。而現(xiàn)有的固結(jié)試驗(yàn)雖然可W施加不同的固結(jié)壓力，但不能 施加水壓，得不到±樣的滲透系數(shù)，更得不到±樣中的孔壓。
[0004] 綜上所述，為合理確定低滲透±層中的地下結(jié)構(gòu)浮力大小，迫切需要一種能夠直 接測(cè)試得到低滲±體水壓傳遞規(guī)律的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè) 試裝置及其測(cè)試方法，能靈活改變固結(jié)壓力和水壓，直接測(cè)定低滲±體水壓變化規(guī)律。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為；一種低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置，其特征是，包括滲流 測(cè)試系統(tǒng)、固結(jié)壓力施加系統(tǒng)和水壓施加系統(tǒng)；所述的滲流測(cè)試系統(tǒng)包括工作平臺(tái)和設(shè)置 在工作平臺(tái)上的滲流筒，所述滲流筒包括盛±筒和設(shè)于盛±筒上方的蓋板、設(shè)于盛±筒下 方的底座，在所述盛±筒的側(cè)面不同高度位置處設(shè)有水壓傳感器；在所述蓋板的中屯、孔內(nèi) 穿設(shè)有加壓桿，所述加壓桿一側(cè)設(shè)有位移計(jì)，所述加壓桿上方設(shè)有固結(jié)壓力施加系統(tǒng)；所述 蓋板上還設(shè)有測(cè)壓孔和進(jìn)水口，所述測(cè)壓孔內(nèi)安裝有水壓表，所述進(jìn)水口通過(guò)水管與水壓 施加系統(tǒng)相連接；所述底座的側(cè)面設(shè)有泄水孔，所述泄水孔通過(guò)水管與量水桶相連接，所述 量水桶上連接有稱重傳感器；所述水壓傳感器、水壓表、位移計(jì)和稱重傳感器與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)相連接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述固結(jié)壓力施加系統(tǒng)包括加載橫梁和加載立柱，所述加載立柱錯(cuò)固 于地面，與加載橫梁較結(jié)形成杠桿，所述加載橫梁的兩端懸掛有配重調(diào)節(jié)吊籃；所述加載橫 梁的下方設(shè)有頂桿，所述頂桿通過(guò)鋼珠與所述加壓桿相連接，固結(jié)壓力施加系統(tǒng)為試驗(yàn)提 供所需的不同固結(jié)壓力。
[0008] 進(jìn)一步地，所述頂桿與加載橫梁接觸面上留有螺栓孔，通過(guò)螺栓將頂桿固定在加 載橫梁上。
[0009] 進(jìn)一步地，所述頂桿端部為凹弧狀，與所述鋼珠相契合。
[0010] 進(jìn)一步地，所述水壓施加系統(tǒng)包括氣累和壓力罐，所述氣累和壓力罐之間通過(guò)氣 壓管相連接，所述壓力罐通過(guò)水管與滲流筒相連接，所述氣壓管和水管上分別設(shè)有氣閥和 水閥，所述壓力罐內(nèi)設(shè)有水，所述壓力罐上設(shè)有氣壓表?；谒畨罕淼淖x數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)水閥 和氣閥，將氣累內(nèi)的氣壓注入盛水的壓力罐中，并將壓力罐中的水壓入滲流筒中，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn) 水壓的施加，為試驗(yàn)提供所需的不同水壓。
[0011] 進(jìn)一步地，所述底座上方設(shè)有底部透水石，所述加壓桿下方設(shè)有頂部透水石，所述 底部透水石和頂部透水石之間為±樣。
[0012] 進(jìn)一步地，所述加壓桿的桿體設(shè)置環(huán)形凹槽，所述凹槽中嵌入密封圈；在所述加壓 桿上設(shè)置套輸形成一個(gè)平臺(tái)，所述套輸上放置位移計(jì)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述蓋板底面與盛±筒連接處設(shè)置有蓋板凹槽，所述蓋板凹槽內(nèi)嵌密 封圏；蓋板與盛±筒通過(guò)螺栓相連接，保證滲流筒在試驗(yàn)過(guò)程中的密閉性，防止水壓的泄 漏。
[0014] 進(jìn)一步地，所述底座頂面與盛±筒連接處設(shè)置有底座凹槽，所述底座凹槽內(nèi)嵌密 封圏，所述底座與盛±筒通過(guò)螺栓連接，保證滲流筒在試驗(yàn)過(guò)程中的密閉性，防止水壓的泄 漏。
[0015] 本發(fā)明還公開了基于一種低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征 是，包括W下步驟；將試驗(yàn)±樣分層填入滲流筒中后，加水飽和，然后按試驗(yàn)要求分別利用 固結(jié)壓力施加系統(tǒng)和水壓施加系統(tǒng)施加固結(jié)壓力和水壓，待±樣固結(jié)完成、變形穩(wěn)定后，利 用滲流測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試±樣不同高度處的孔壓和滲透系數(shù)；完成該級(jí)壓力下的測(cè)試后變化固 結(jié)壓力和水壓進(jìn)行連續(xù)測(cè)試，從而得到低滲±體的水壓傳遞規(guī)律。
[0016] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果；在盛±筒的側(cè)面不同高度位置處設(shè)置水壓傳感器，通 過(guò)測(cè)試分析±樣頂部、水壓傳感器位置高度處和底部泄水孔處共4點(diǎn)的水壓，得到水壓在 低滲±體中的傳遞、消散和水頭損失情況；配備量水桶和稱重傳感器收集并砰取試驗(yàn)過(guò)程 中從底部滲出的水，可獲得低滲±體在不同壓力下、任意時(shí)刻的滲透系數(shù)。本發(fā)明能靈活改 變固結(jié)壓力和水壓，直接測(cè)定低滲±體水壓變化規(guī)律，解決了現(xiàn)有±工試驗(yàn)的不足。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試流程圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明滲流筒裝配圖；
[0020] 圖4是本發(fā)明加壓桿的俯視圖；
[0021] 圖5是本發(fā)明加壓桿的剖面圖；
[0022] 圖6是本發(fā)明蓋板的俯視圖；
[0023] 圖7是本發(fā)明蓋板的剖面圖；
[0024] 圖8是本發(fā)明盛±筒的俯視圖；
[00巧]圖9是本發(fā)明盛±筒的剖面圖；
[0026]圖10是本發(fā)明底座的俯視圖；
[0027] 圖11是本發(fā)明底座的正視圖。
[0028] 圖中各主要附圖標(biāo)記的含義為：
[0029] 1 -加載橫梁；2 -配重調(diào)節(jié)吊籃；3 -加載立柱；4 -氣累；
[0030] 5-壓力罐；6-氣壓管；7-氣閥；8-氣壓表；
[0031] 9 -水管；10 -水閥；11 -工作平臺(tái)；12 -滲流筒；
[0032] 13 -水壓傳感器；14 -水壓表；15 -位移計(jì)；16 -鋼珠；
[0033] 17 -頂桿；18 -計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；19 -量水桶；20 -稱重傳感器；
[0034] 21 -盛上筒；22 -底座；23 -蓋板；24 -加壓桿；
[00巧]25 -底部透水石；26 -頂部透水石；27 -螺栓；28 -泄水孔；
[0036] 29 -進(jìn)水口；30 -密封圈；31 -測(cè)壓孔；32 -溝槽；
[0037] 33 -凹坑；34 -孔道；35 -凹槽；36 -套輸；
[003引 37 -蓋板凹槽；38 -底座凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。W下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能W此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040] 如圖2至圖7所示，一種低滲±體水壓傳遞規(guī)律測(cè)試裝置，包括滲流測(cè)試系統(tǒng)、固 結(jié)壓力施加系統(tǒng)和水壓施加系統(tǒng)；所述的滲流測(cè)試系統(tǒng)包括工作平臺(tái)11和設(shè)置在工作平 臺(tái)11上的滲流筒12,所述滲流筒12包括盛±筒21和設(shè)于盛±筒21上方的蓋板23、設(shè)于 盛±筒21下方的底座22,在所述盛±筒21的側(cè)面不同高度位置處設(shè)有水壓傳感器13;在 所述蓋板23的中屯、孔內(nèi)穿設(shè)有加壓桿24,所述加壓桿24 -側(cè)設(shè)有位移計(jì)15,所述加壓桿 24上方設(shè)有固結(jié)壓力施加系統(tǒng)；所述蓋板23上還設(shè)有測(cè)壓孔31和進(jìn)水口 29,所述測(cè)壓孔 31內(nèi)安裝有水壓表14,所述進(jìn)水口 29通過(guò)水管9與水壓施加系統(tǒng)相連接；所述底座22的 側(cè)面設(shè)有泄水孔28,所述泄水孔28通過(guò)水管與量水桶19相連接，所述量水桶19上連接有 稱重傳感器20;所述水壓傳感器13、水壓表14、位移計(jì)15和稱重傳感器20與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)18相連接。
[0041] 所述固結(jié)壓力施加系統(tǒng)包括加載橫梁1和加載立柱3,所述加載立柱3錯(cuò)固于地 面，與加載橫梁1較結(jié)形成杠桿，所述加載橫梁1的兩端懸掛有配重調(diào)節(jié)吊籃2;所述加載 橫梁1的下方設(shè)有頂桿17,所述頂桿17通過(guò)鋼珠16與所述加壓桿24相連接。
[0042] 所述頂桿17與加載橫梁1接觸面上留有螺栓孔，通過(guò)螺栓將頂桿17固定在加載 橫梁1上。
[0043] 所述頂桿17端部為凹弧狀，與所述鋼珠16相契合。
[0044] 所述水壓施加系統(tǒng)包括氣累4和壓力罐5,所述氣累4和壓力罐5之間通過(guò)氣壓 管6相連接，所述壓力罐5通過(guò)水管9與滲流筒12相連接，所述氣壓管6和水管9