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疏浚泥 负压传递及衰减速率测定试验装置

阅读：252发布：2024-01-12

专利汇可以提供疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，包括土样预压制备装置、可调整高度试样容器装置、水气界面压力平衡装置、真空负压装置。该疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置的结构简单。，下面是疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：包括土样预压制备装置、可调整高度试样容器装置、水气界面压力平衡装置、真空负压装置。
2.根据权利要求1所述的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：所述土样预压制备装置包括固结仪、底部固定环，有机玻璃容器、定位环、三根固定螺纹杆、顶部固定环；所述底部固定环的底端嵌设在固结仪底部的环槽中，所述有机玻璃容器的底端嵌入底部固定环的内圈进行定位，所述有机玻璃容器的顶部设有顶部固定环，所述顶部固定环的下端面设有用于有机玻璃容器的顶端嵌入的凹槽，所述顶部固定环的周部经三根竖直延伸的固定螺纹杆与固结仪底部螺接，将有机玻璃容器连接固定。
3.根据权利要求2所述的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：两相邻有机玻璃容器的叠加处外周部套设有定位环，用于防止两相邻有机玻璃容器移位，两相邻有机玻璃容器的衔接端面之间设有密封圈，固结仪底部与位于其上的有机玻璃容器之间设有透水石与密封圈，顶部固定环与位于其下的有机玻璃容器之间设有密封圈，所述顶部固定环的内径可正好放入上方透水石与加压帽。
4.根据权利要求1所述的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：所述可调整高度试样容器装置包括试样架底盘与试样架顶盘，所述试样架底盘与试样架顶盘之间形成用于放置有机玻璃容器的空间，该空间上的有机玻璃容器经三根竖直穿过试样架底盘与试样架顶盘的全螺纹杆、螺母螺接为一体，所述试样架底盘上放置有透水石以及位于透水石周部的密封圈，所述试样架顶盘上安置有真空表。
5.根据权利要求4所述的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：所述水气界面压力平衡装置包括电子秤，所述电子秤上放置有有机玻璃压力平衡缸，所述有机玻璃压力平衡缸与试样架底盘之间经第一真空管连接，所述有机玻璃压力平衡缸顶部设有真空表与阀门，所述有机玻璃压力平衡缸底部设有泄水阀。
6.根据权利要求5所述的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，其特征在于：所述真空负压装置包括真空泵，所述真空泵经第二真空管与有机玻璃压力平衡缸顶部的阀门连接。

说明书全文

疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，用于研究疏浚泥中负压传递及衰减速率规律。

背景技术

[0002] 现今我国各地水网不断拓宽并加深航道，以维持航道的畅通和河道泄洪能力，同时湖泊在进行水环境治理的过程中会产生大量的疏浚泥。我国疏浚和吹填工程中主要采用低浓度的水利疏浚方式，如绞吸式、耙吸式、水力冲挖式等，造成疏浚泥含水率高、强度低、沉积固结速率慢等特点。我国实际工程近几年来经常采用真空排水固结技术处理大面积疏浚泥堆场和新近吹填软土地基，这一技术已经广泛地成功应用于加固天然沉积土地基，可是应用于高含水率疏浚泥堆场时，不时出现“土桩”现象，处理效果不佳，达不到设计承载力要求。“土桩”现象指的是真空负压下，以排水通道为中心，沿着径向和深度方向疏浚泥的强度逐渐降低，距离排水板一定距离和一定深度之外的疏浚泥强度几乎没有提高，这是因为负压荷载在疏浚泥中传递受到阻碍，影响真空负压处理效果。

[0003] 经对现有的技术文献检索发现，近几年针对真空预压法处理地基已开展了大量的现场试验与室内模型试验，并利用数值理论等方法分析真空负压处理地基的加固效果，但以上研究都未从机理上解释流动状态疏浚泥真空负压传递衰减的本质原因。因此，本发明提供一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，用于研究疏浚泥中负压传递及衰减规律，揭示流动状态疏浚泥真空负压传递机理。

发明内容

[0004] 鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，不仅结构简单，而且便捷高效。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，包括土样预压制备装置、可调整高度试样容器装置、水气界面压力平衡装置、真空负压装置。

[0006] 优选的，所述土样预压制备装置包括固结仪、底部固定环，有机玻璃容器、定位环、三根固定螺纹杆、顶部固定环；所述底部固定环的底端嵌设在固结仪底部的环槽中，所述有机玻璃容器的底端嵌入底部固定环的内圈进行定位，所述有机玻璃容器的顶部设有顶部固定环，所述顶部固定环的下端面设有用于有机玻璃容器的顶端嵌入的凹槽，所述顶部固定环的周部经三根竖直延伸的固定螺纹杆与固结仪底部螺接，将有机玻璃容器连接固定。

[0007] 优选的，两相邻有机玻璃容器的叠加处外周部套设有定位环，用于防止两相邻有机玻璃容器移位，两相邻有机玻璃容器的衔接端面之间设有密封圈，固结仪底部与位于其上的有机玻璃容器之间设有透水石与密封圈，顶部固定环与位于其下的有机玻璃容器之间设有密封圈，所述顶部固定环的内径可正好放入上方透水石与加压帽。

[0008] 优选的，所述可调整高度试样容器装置包括试样架底盘与试样架顶盘，所述试样架底盘与试样架顶盘之间形成用于放置有机玻璃容器的空间，该空间上的有机玻璃容器经三根竖直穿过试样架底盘与试样架顶盘的全螺纹杆、螺母螺接为一体，所述试样架底盘上放置有透水石以及位于透水石周部的密封圈，所述试样架顶盘上安置有真空表。

[0009] 优选的，所述水气界面压力平衡装置包括电子秤，所述电子秤上放置有有机玻璃压力平衡缸，所述有机玻璃压力平衡缸与试样架底盘之间经第一真空管连接，所述有机玻璃压力平衡缸顶部设有真空表与阀门，所述有机玻璃压力平衡缸底部设有泄水阀。

[0010] 优选的，所述真空负压装置包括真空泵，所述真空泵经第二真空管与有机玻璃压力平衡缸顶部的阀门连接。

[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置能实现对不同含水率、不同强度和不同流动状态下土样进行负压荷载传递室内单元试验，并通过试验装置可以改变试样高度实现不同负压传递路径的单元试验，获得土体中负压传递与衰减速率与土样物理-力学性状及传递距离的定量关系，揭示真空排水固结技术处理高含水率疏浚泥效果不佳的关键影响因素。

[0012] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

[0013] 图1为本发明实施例中土样预压制备装置的构造示意图。

[0014] 图2为可调整高度试样容器装置、水气界面压力平衡装置、真空负压装置的构造示意图。

[0015] 图3为有机玻璃容器的俯视图。

[0016] 图4为试样架底盘的俯视图。

具体实施方式

[0017] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

[0018] 如图1 4所示，一种疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置，包括土样预压制备~装置1、可调整高度试样容器装置2、水气界面压力平衡装置3、真空负压装置4。

[0019] 在本发明实施例中，所述土样预压制备装置包括固结仪5、底部固定环6，有机玻璃容器7、定位环8、三根固定螺纹杆9、顶部固定环10；所述底部固定环的底端嵌设在固结仪底部的环槽11中，所述有机玻璃容器的底端嵌入底部固定环的内圈进行定位，所述有机玻璃容器的顶部设有顶部固定环，所述顶部固定环的下端面设有用于有机玻璃容器的顶端嵌入的凹槽12，所述顶部固定环的周部经三根竖直延伸的固定螺纹杆与固结仪底部螺接，将有机玻璃容器连接固定。

[0020] 在本发明实施例中，两相邻有机玻璃容器的叠加处外周部套设有定位环，用于防止两相邻有机玻璃容器移位，定位环可采用抱箍，两相邻有机玻璃容器的衔接端面之间设有密封圈13，固结仪底部与位于其上的有机玻璃容器之间设有透水石14与密封圈，顶部固定环与位于其下的有机玻璃容器之间设有密封圈，所述顶部固定环的内径15可正好放入上方透水石与加压帽。

[0021] 在本发明实施例中，所述有机玻璃容器的尺寸应与固结仪相配套，所述有机玻璃容器的上下端面边缘均开设有用于嵌设密封圈的环形定位槽，密封性良好，简单合理，操作方便灵活，所述有机玻璃容器的数量可以是一个、两个、三个等数量，有机玻璃容器的叠加数量根据试样高度要求确定。

[0022] 在本发明实施例中，所述可调整高度试样容器装置包括试样架底盘16与试样架顶盘17，所述试样架底盘与试样架顶盘之间形成用于放置有机玻璃容器的空间，该空间上的有机玻璃容器经三根竖直穿过试样架底盘与试样架顶盘的全螺纹杆18、螺母19螺接为一体，所述试样架底盘上放置有透水石以及位于透水石周部的密封圈，所述试样架顶盘上安置有真空表20。

[0023] 在本发明实施例中，所述水气界面压力平衡装置包括电子秤21，所述电子秤上放置有有机玻璃压力平衡缸22，有机玻璃压力平衡缸放置于电子秤称重，所述有机玻璃压力平衡缸与试样架底盘的透水石底部之间经第一真空管23连接，所述有机玻璃压力平衡缸顶部设有真空表与阀门24，通过阀门调节试验所需的真空度，试验过程中观测并记录试样架顶盘的真空表的读数变化，所述有机玻璃压力平衡缸底部设有泄水阀25。

[0024] 在本发明实施例中，所述真空负压装置包括真空泵26，所述真空泵经第二真空管27与有机玻璃压力平衡缸顶部的阀门连接，第一真空管与第二真空管的连接处可用套箍拧紧密封。

[0025] 在本发明实施例中，流动状态泥样倒入有机玻璃容器内后，放置顶部固定环，通过三根固定螺纹杆将顶部固定环和有机玻璃容器螺接在固结仪底部进行不同强度土样预压制备试验，所述固结仪采用现有的固结仪，预压时在最上层的有机玻璃容器泥样顶部放置透水石，通过固结仪对泥样进行预压，预压步骤属于现有技术；将预压固结稳定后装有土样的有机玻璃容器安置在试样架底盘上，有机玻璃容器的叠加数量可根据试样高度要求确定，在试样架顶盘上安置真空表，其安置处放置密封圈保证气密性，通过三根可调节长度的全螺纹杆将试样架底盘、有机玻璃容器、试样架顶盘三者固定连接，全螺纹杆的长度较长，适应于多种高度的有机玻璃容器固定；通过真空泵与第二真空管抽取有机玻璃压力平衡缸真空，有机玻璃容器土样中的水经第一真空管流往有机玻璃压力平衡缸，电子秤用于测定有机玻璃压力平衡缸内水量，试验过程中有机玻璃压力平衡缸处真空表显示初始时刻t0的初始真空度P0，试样架顶盘处真空表显示试验过程中某时刻ti真空度传递数值Pi，电子秤读数显示试验过程中的排水量，某段时间内的真空负压平均传递速率 Vi=(P0-Pi)/(ti-t0 )，从而得出土体中真空负压传递及衰减速率的变化规律。试验结束后关闭真空泵，通过有机玻璃压力平衡缸底部的泄水阀泄水。

[0026] 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的疏浚泥负压传递及衰减速率测定试验装置。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

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