[发明专利]一种可锁定高压黏土内部结构的固结仪

说明书

本发明涉及一种可锁定高压黏土内部结构的固结仪，可实现最大固结压力达10MPa的逐级加载，能精确、全程、实时测量泥浆样底部土压力和中间部位的温度以及整个泥浆样的体变。通过测量泥浆样底部和侧面的土压力，能够在试验过程中将泥浆样所受摩擦力、侧边约束力和冻胀力因素考虑在内；固结仪主体与位移传感器系统连为一体，易于保证整个试验泥浆样体变的全程监测；固结仪主体与反压饱和控制器连通，施加反压，使泥浆样完全饱和；高压固结变形稳定后拧紧三个通长拉杆螺栓，然后将固结仪进行低温冻结。与现有技术相比，本发明能够解决常规高压固结仪固结完成后直接卸载导致泥浆样内部结构的改变，为总结准确的黏土高压固结规律奠定了基础。

技术领域

本发明涉及一种用于高压固结后锁定其内部结构再进行低温冻结的仪器，特别是一种可锁定高压黏土内部结构的固结仪，尤其适用于黏土。

背景技术

黏土是在我国广泛分布的常用天然材料，要想深入揭示黏土的宏观力学性质，研究其内部结构几成必须。掌握高压作用下黏土的固结规律以及其内部结构，是准确判断深部黏土地层应力状态的必要前提，高压固结仪是实现这一目的实验装置。现有关于泥浆样尤其是黏土内部微观结构的测试研究，均假设卸载对泥浆样内部结构无影响。然而常见高压固结仪通常不能满足高压锁定要求，因此无法获得高压固结后黏土试样真实内部结构。通过此发明可以实现对黏土的高压固结后变形锁定再通低温冻结。同时实验全程观察底部土压力传感、中部温度传感器、上部位移传感器的数值变化，进行深部黏土性质的研究，推进深部土力学和工程应用的发展。

发明内容

本发明的目的是克服目前技术中存在的问题，提供一种结构简单、测量参数种类多、测量精度高的黏土变形约束低温冻结高压固结仪，以研究黏土高压固结后的真实内部结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种可锁定高压黏土内部结构的固结仪，包括传力杆、加压帽、压力筒、底座、铜制透水石、位移传感器、底部土压传感器、侧面土压传感器、温度传感器、通长拉杆螺栓和支架；所述压力筒嵌装在底座上，加压帽设置在压力筒上部，所述压力筒内能够装入泥浆样，泥浆样的顶部和底部分别设有铜制透水石，透水石和泥浆样的接触面设有滤纸，加压帽底端伸入到压力筒中压实泥浆样；所述传力杆安装在加压帽顶面中心；所述压力筒的侧壁设有侧面土压传感器和温度传感器；所述底座的顶部中心嵌装有底部土压传感器，且底座上设有传感器穿线口；所述底座和加压帽内均设有酒精冷浴循环通道，酒精冷浴循环通道连接有酒精进口和酒精出口；所述加压帽和底座分别设有连通加压筒的排水口；所述加压帽配设有用于采集泥浆样压缩量的位移传感器；所述底座和加压帽由通长拉杆螺栓连接紧固，控制约束泥浆样固结时的竖向变形量。

所述加压帽由加压帽上构件和加压帽下构件组成，压帽上构件和加压帽下构件之间设有防水垫层Ⅰ；所述加压帽上构件和加压帽下构件均由位于中心的主体部分和周围的连接板组成；加压帽下构件的主体内设置酒精冷浴循环通道Ⅰ，酒精冷浴循环通道Ⅰ的酒精进口Ⅰ和酒精出口Ⅰ对称设置在压帽上构件的主体顶面；所述加压帽上构件和加压帽下构件的连接板上周向均布多个螺栓孔，所述防水垫层Ⅰ上对应酒精进口Ⅰ、酒精出口Ⅰ以及螺栓孔设通孔；所述加压帽上构件的中心设有用于安装传力杆的传力杆安装槽。

所述加压帽下构件的主体外径不大于加压筒筒体的内径。

所述的底座由底座上构件和底座下构件组成，底座上构件和底座下构件之间设置防水垫层Ⅱ；所述底座上构件内部设有酒精冷浴循环通道Ⅱ，酒精冷浴循环通道Ⅱ的酒精进口Ⅱ和酒精出口Ⅱ对称设于底座上构件的侧面；所述底座上构件的顶面中心设有用于安装底部土压传感器的传感器嵌装槽，传感器嵌装槽的一侧设有竖向穿线口，穿线口顶口位于加压筒内，底口位于底座下构件的一侧；所述底座上构件和底座下构件的边缘对应加压帽上的螺栓孔设有螺栓孔。

所述底座的上构件顶面和加压筒筒体的底端口对应设有能够相互嵌装卡槽。