[发明专利]一种大型土石混合土样室内压缩仪与填土变形、稳定性计算方法

权利要求书

1.一种大型土石混合土样室内压缩仪，其特征在于，包括加载与测试系统(1)和试样容纳装置(2)，其中所述试样容纳装置(2)包括容纳试样的护环(26)，以及与试样连接的定量加湿器(14)，以及沿试样环向设置的多个压力盒(24)；所述加载与测试系统(1)包括加压于试样顶部的千斤顶(11)，以及与所述千斤顶控制连接的自动控制与记录装置(3)，还包括与所述自动控制与记录装置(3)双向连接的压力传感器(8)，并在试样的顶部还设置有多个位移传感器(12)。

2.根据权利要求1所述一种大型土石混合土样室内压缩仪，其特征在于，所述护环(26)的下部还设置一基座(21)，所述基座(21)和所述护环(26)围成一顶部开口的容置空间，在该容置空间内：抵靠所述护环(26)内壁具有一环刀(25)，试样置于所述环刀(25)内，所述压力盒(24)设置于试样和所述环刀(25)之间，在试样上下还分别设置有上透水钢板(23)和下透水钢板(22)，在所述上透水钢板(23)的上方设置一加压盖板(27)。

3.根据权利要求2所述一种大型土石混合土样室内压缩仪，其特征在于，在所述下透水钢板(22)的下方分别连接设置有进水管(19)和增增湿管(18)，所述增湿管(18)上设置所述定量加湿器(14)；在所述上透水钢板(23)的上方分别连接设置有排水管(28)和排气管(30)，所述排气管(30)和所述增湿管(18)连通。

4.根据权利要求2所述一种大型土石混合土样室内压缩仪，其特征在于，所述千斤顶(11)通过二柱式加载架(10)承载，且所述千斤顶(11)加压于所述加压盖板上。

5.通过如权利要求1-4所述的大型土石混合土样室内压缩仪得到一种填土变形、稳定性计算方法，其特征在于，通过所述自动控制与记录装置(3)向试样施加压力，并通过以下公式计算常规土试样在主固结完成后通过次固结作用产生的沉积量：

式中，S_s--填土自身蠕变压缩量；

h_i--第i层土层的厚度；

e_0i--第i层土工后沉降计时开始时的孔隙比；

e_1i--第i层土在上覆荷载作用下的主固结沉降结束时的孔隙比；

t₁--为第i层土在上覆荷载作用下的主固结沉降结束的时间；

t₁’--为工后沉降计时开始的时间；

C_ai--第i层土在上覆荷作用下的次固结系数；

t--所求工后沉降的时间；

λ--修正系数，无经验时取1。

6.根据权利要求5所述的填土变形、稳定性计算方法，其特征在于，其中各级压力下试样固结稳定后的孔隙比e_i可通过以下公式求得，进而确定第i层土在上覆荷载作用下的主固结沉降结束时的孔隙比e_1i：

以及

式中，e_i--各级压力下试样固结稳定后的孔隙比；e₀--初始孔隙比，无量纲；w₀--试样初始含水量，无量纲；G_s--试样中岩石或土颗粒的比重，无量纲；ρ_w--水的密度，g/cm³；ρ₀--试样的密度，g/cm³；h₀--试样初始高度(mm)；Δh_i--某级压力下试样固结稳定后的变形量(mm)；

其中C_a为各级压力下孔隙比-时间(对数)曲线的斜率，其可通过以下公式求得：

以及，各级压力下试样固结稳定后的单位沉降量S_i(mm/m)计算公式为