[实用新型]超低位真空预压法快速固结软土试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超低位真空预压技术领域，特别涉及一种超低位真空预压法快速固结软土试验装置，该装置适用于实验室快速加固软土。

背景技术

近年来，国家大力发展基础设施建设，高桩码头填筑等水下工程日渐增多。在处理此类需吹填后加固的水下工程地基时，传统的自然晾晒法、强夯法、换填法等已不再适用。另外，室内模型试验对于解决实际工程问题有着不可替代的促进作用，然而在实验室采用传统方式固结粘土所需时间太长。

传统真空预压为高位真空预压且采用高位排水法，即在吹填土上部设置真空管网，通过覆盖密封膜使其密封，再进行抽真空、排水。大量工程实践表明，传统意义上的真空预压容易在软粘土上方形成“硬壳”，而其下部的土体不能得到有效加固。

发明内容：

本实用新型的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种超低位真空预压法快速固结软土试验装置，该装置采用低位抽真空、低位排水方法加固软黏土，能够有效缩短土体固结时间且达到良好的加固效果。

如上构思，本实用新型的技术方案是：一种超低位真空预压法快速固结软土试验装置，其特征在于：包括低位真空预压系统和数据监测系统；所述低位真空预压系统由模型槽、砾石层、真空管网、中粗砂垫层、排水板、PVC密封膜和潜水泵组成,模型槽外围制有“凵”形密封槽，在模型槽底部铺设砾石层，在砾石层中埋设由真空滤管组成的真空管网，在真空管网与被加固软土层之间设置中粗砂垫层，在被加固软土层内设置竖向排水板，其下部与真空管网相通；在被加固软土层表面覆盖第一层PVC密封膜且四周向下延伸入被加固软土层侧面，第二层PVC密封膜首先固定于“凵”形密封槽中，然后在“凵”形密封槽内填上防水密封胶泥；所述潜水泵通过排水管与真空管网相连，将其中的水输送到模型槽密封膜的上面，形成堆载体，排水管从下到上依次穿过中粗砂垫层、被加固软土层、密封法兰形成完整的真空负压系统；所述数据监测系统包括微型孔隙水压计、激光位移传感器、数据采集箱以及存贮和显示设备，用于监测土体表面沉降的激光位移传感器架设在模型槽上方，微型孔隙水压计埋设在被加固软土层内，通过数据采集箱将微型孔隙水压力计和激光位移传感器连入电脑。

上述模型槽采用圆筒状。

上述真空滤管采用钢丝螺纹管，在管道上沿钢丝环绕方向每隔3cm划一条长度等于管道直径的“一”字口，并在外围缠绕一层无纺布并用橡皮筋绑。

上述真空滤管在砾石层内呈环形布置。

上述排水板的板顶距被加固软土层表面10cm。

上述潜水泵设置在密封膜上方的潜水泵存放箱中，其间设置压力消散板，潜水泵存放箱中的水面距潜水泵上表面20cm。

上述密封膜上部由模型槽圆心向圆周等间距布置倒“T”型测量桩，桩身上制有用于测量排水量的分度值刻度。

上述被加固软土层与中粗砂垫层之间、中粗砂垫层与砾石层之间铺设土工布。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型在土体底部抽水，土中水在重力场及渗流场双重作用下向下渗流，软土层在内外压力作用下排水固结。同时，本实用新型能将排出的水作为堆载荷载施加于软土层上部，进一步对软土层进行预压，加速土体固结。本实用新型的数据监测装置能够实时监测沉降与孔隙水压力的变化，可建立与吹填土大变形相对应的固结模型，用来预测吹填土的沉降。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型将用于传递真空、排水的砾石层和中粗砂垫层设置在被加固软土层下部，水无需克服自身重力即可快速地向下渗流，使整个软土层在内外压力差下排水固结。同时将排出的水作为堆载体，对吹填土进行预压，可达到更好的压密效果。

2、本实用新型采用两层密封的方式，下层向下延伸进入土体侧面，上层通过“O”形密封圈和防水密封胶泥固定在密封槽内，保证了槽内的密闭性，能够有效地加固软土。

3、本实用新型中与真空管网相连的潜水泵可将砂垫层中的水输送到密封膜上部，作为堆载体，对其下的软土层进行预压，加强真空预压荷载的固结排水效果。

4、本实用新型中埋于软土中的微型孔隙水压力计和架设于模型槽上的激光位移传感器，将试验数据通过数据采集箱输送到显示设备上，能够实时监控加固效果、沉降位移以及系统密闭性；

5、本实用新型通过量激光位移传感器可测出土体的排水量，用以计算吹填土的含水率，还可测出土体的沉降量，计算实时固结度。

附图说明

图1是本实用新型的立面布置示意图。

图2是本实用新型真空管网布置示意图。