本實(shí)用新型涉及水下真空預(yù)壓法加固軟土技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種潮汐循環(huán)荷載固結(jié)軟土試驗(yàn)裝置，該裝置適用于在潮汐循壞荷載作用下，利用水下真空預(yù)壓法加固軟土地基。

背景技術(shù)：

真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)已廣泛應(yīng)用于港口、公路、水利工程等領(lǐng)域，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。已有的水下真空預(yù)壓模型試驗(yàn)也對(duì)其加固機(jī)理進(jìn)行了分析，為水下真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。然而，對(duì)于如何利用潮汐循環(huán)荷載聯(lián)合水下真空預(yù)壓法更經(jīng)濟(jì)、更有效地加固水下軟土地基的研究鮮見(jiàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)土的固結(jié)度、含水率的變化監(jiān)測(cè)的研究不多，因此希望有一種利用潮汐循環(huán)荷載聯(lián)合水下真空預(yù)壓法加固軟土地基的試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的旨在提供一種潮汐循環(huán)荷載固結(jié)軟土試驗(yàn)裝置，該裝置利用潮汐循環(huán)荷載聯(lián)合水下真空預(yù)壓法加固軟土地基，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加固效果。

如上構(gòu)思，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種潮汐循環(huán)荷載固結(jié)軟土試驗(yàn)裝置，包括真空預(yù)壓系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集箱和電腦；

所述真空預(yù)壓系統(tǒng)包括模型槽、軟土層、排水板、砂墊層、鋼絲螺紋濾管、密封膜、抽濾瓶和真空泵；所述模型槽四周上邊沿設(shè)有“U”型密封溝，密封膜逐層壓入“U”型密封溝內(nèi)形成密閉空間，密封膜上安裝有用于監(jiān)測(cè)土體平均沉降的位移傳感器，模型槽中注入軟土層并埋設(shè)多個(gè)孔壓計(jì)；所述軟土層上方鋪設(shè)土工布，土工布上鋪設(shè)礫石層，礫石層上部設(shè)置砂墊層；所述砂墊層內(nèi)設(shè)置用于監(jiān)測(cè)砂墊層真空度的數(shù)字壓力表，砂墊層的底部與頂部均設(shè)置土工布；所述鋼絲螺紋濾管埋設(shè)在礫石層中，鋼絲螺紋濾管的一端與排水板相接,另一端與抽濾瓶相連，真空泵與抽濾瓶相連；所述排水板打入軟土層內(nèi)；所述用于監(jiān)測(cè)土體平均沉降的位移傳感器、孔壓計(jì)和用于監(jiān)測(cè)砂墊層真空度的數(shù)字壓力表分別通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱連入電腦；

所述水循環(huán)系統(tǒng)包括供水箱、供水水泵、排水水泵和兩個(gè)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)，兩個(gè)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)分別與供水水泵和排水水泵連接，供水水泵安放在供水箱內(nèi)，從供水水泵引出橡膠管到模型槽上部，將排水水泵安放在模型槽內(nèi)，從排水水泵引出橡膠管到供水箱上部。

上述真空泵為數(shù)控真空泵，其負(fù)壓維持在-108kPa～0kPa之間的任何小區(qū)間內(nèi)。

上述排水板采用鹽城市宏宙土木材料有限公司提供的C型排水板，其寬度為100±3mm，厚度≧4.5mm，縱向通水量≧60cm²/s。

上述鋼絲螺紋濾管在礫石層內(nèi)呈環(huán)形分布。

上述密封膜采用HDPE密封膜。

上述密封膜上部設(shè)有兩塊玻璃板，兩個(gè)用于監(jiān)測(cè)土體平均沉降的位移傳感器設(shè)置在玻璃板的上方。

上述密封膜通過(guò)防水密封膠泥逐層壓入“U”型密封溝內(nèi)形成密閉空間。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、兩個(gè)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)定時(shí)控制水泵電路交替通斷，使水泵等時(shí)間間隔交替工作，可實(shí)現(xiàn)水箱、模型槽中的水循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到模擬潮汐荷載的目的。

2、將HDPE密封膜壓入模型槽上邊沿的密封溝內(nèi)，能使密封槽內(nèi)部形成密閉空間，從而更好地加固土體。

3、埋設(shè)在軟土中的孔壓計(jì)和設(shè)于密封膜上部的位移傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱將試驗(yàn)數(shù)據(jù)傳入電腦，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加固效果、系統(tǒng)密閉性，也可實(shí)時(shí)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

4、通過(guò)量測(cè)抽濾瓶中的出水量，可計(jì)算模型槽中土體的含水量。同理，通過(guò)沉降量可計(jì)算模型槽內(nèi)土體的固結(jié)度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中HDPE膜密封詳圖。

圖3是本實(shí)用新型中鋼絲螺紋濾管與排水板連接詳圖。

圖4是圖3的仰視圖。

圖中：1—供水箱；2—供水水泵；3—排水水泵；4—橡膠管；5—KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)；6—電源；7—排水板；8—孔壓計(jì)；9—鋼絲螺紋濾管；10—位移傳感器；11—HDPE密封膜；12—“U”型密封溝；13—土工布；14—模型槽；15—數(shù)字壓力表；16—抽濾瓶；17—數(shù)控真空泵；17-1—數(shù)據(jù)顯示屏；17-2—壓力表；18—數(shù)據(jù)采集箱；19—電腦；20—砂墊層；21—軟土層；22—玻璃板；23—防水密封膠泥；24—模型槽壁；25—連接件；26—鉚釘。

具體實(shí)施方式

如圖所示：一種潮汐循環(huán)荷載固結(jié)軟土試驗(yàn)裝置，包括真空預(yù)壓系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集箱和電腦。

一、所述真空預(yù)壓系統(tǒng)包括模型槽14、軟土層21、排水板7、砂墊層20、鋼絲螺紋濾管9、HDPE密封膜11、抽濾瓶16和真空泵17。模型槽四周上邊沿設(shè)有“U”型密封溝12，HDPE密封膜11通過(guò)防水密封膠泥23逐層壓入“U”型密封溝12內(nèi)形成密閉空間，密封膜上安裝有用于測(cè)量沉降的位移傳感器10，模型槽中注入軟土層并埋設(shè)多個(gè)孔壓計(jì)8,軟土層上方鋪設(shè)土工布13，土工布13上鋪設(shè)礫石層，礫石層上部設(shè)置砂墊層20，砂墊層內(nèi)設(shè)置用于監(jiān)測(cè)真空度的數(shù)字壓力表15，砂墊層的底部與頂部均設(shè)置土工布13，鋼絲螺紋濾管9埋設(shè)在礫石層中，鋼絲螺紋濾管9的一端與排水板7相接,另一端與抽濾瓶16相連，真空泵17與抽濾瓶16相連，排水板7打入軟土層21內(nèi)；所述兩個(gè)用于監(jiān)測(cè)土體平均沉降的位移傳感器10、孔壓計(jì)8和用于監(jiān)測(cè)砂墊層真空度的數(shù)字壓力表15分別通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱18連入電腦19。

上述真空泵17為數(shù)控真空泵，其負(fù)壓維持在-108kPa～0kPa之間的任何小區(qū)間內(nèi)。

上述排水板7采用鹽城市宏宙土木材料有限公司提供的C型排水板，其寬度為100±3mm，厚度≧4.5mm，縱向通水量≧60cm²/s。

上述鋼絲螺紋濾管9在礫石層內(nèi)呈環(huán)形分布。

二、所述水循環(huán)系統(tǒng)包括供水箱1、供水水泵2、排水水泵3和兩個(gè)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)5，兩個(gè)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)5分別控制供水水泵2和排水水泵3。將供水水泵2安放在供水箱1內(nèi)，從供水水泵2引出橡膠管4到模型槽14上部，同理，將排水水泵3安放在模型槽14內(nèi)，從排水水泵3引出橡膠管4到供水箱1上部。通過(guò)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)5控制供水泵2供水時(shí)間，當(dāng)模型槽14內(nèi)水位達(dá)到預(yù)定高度后，供水水泵2停止工作，用以模擬漲潮荷載。同時(shí)通過(guò)KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)5啟動(dòng)排水水泵3，當(dāng)模型槽14內(nèi)水位降到預(yù)定水位時(shí)，KG316T微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)5控制水泵3停止工作，用以模擬退潮荷載，然后重復(fù)上述過(guò)程。

采集系統(tǒng)率先啟動(dòng)，當(dāng)傳感器數(shù)值趨于穩(wěn)定后歸零，并開(kāi)始監(jiān)測(cè)、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)真空預(yù)壓系統(tǒng)，隨后啟動(dòng)水循環(huán)系統(tǒng)，直至試驗(yàn)結(jié)束。