软粘土固结沉降滞后效应试验装置研究.pdf

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1、能源·地矿Lt)WCARBoWoRlD2o}5，3软粘土固结沉降滞后效应试验装置研究徐海洋，王毅(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610072)【摘要】利用传统的固结仪进行的土工试验可以很好的满足工程需要，但是对软粘土进行深入研究确有明显的不足。新研制的仪器具有以下功能和优点：仪器密封性好，在试验过程中不漏水、不漏气，并且可以在仪器内通过抽真空使试样饱和；试样尺寸大，可测量整个试样厚度的孔隙水压力消散规律，研究软粘土固结沉降滞后效应对试验装置稍抛改装还可以研究外加荷载作用下试样的渗

2、透特性，以及承压含水层的贮水系数。【关键词】固结：沉降：滞后效应：仪器【中图分类号】P642．26【文献标识码】A【文章编号】2095—2066(2015)08—0142—02l朗矗在土木工程中，土的固结很久以来就是倍受关注的重要、～／一问题。利用传统的固结仪器进行的土工试验可以很好的满足l1工程需要，但对软粘土进行深入研究却有明显的不足【”。要深●，目【入研究饱和软粘土的固结沉降变性特性．必须研究在外加荷载作用下整个粘土层超孔隙水压力的消散过程：要研究软粘土固结沉降滞后问题，试样至少由不同的两层

3、土组成．并准确观测每层超孔隙水压力的消散情况及沉降量．显然传统的固结装置不能满足这些需要[2-3I粘性土的滞后是一个相对意义上的滞后，当多层舍水层发生固结沉降时，渗透系数大的含水l1钞层砂层要比渗透系数小的粘土层固结沉降先完成．粘土层相对；[二I一于砂层的固结沉降存在一个滞后时间，即滞后效应问题目前／丝实验室内没有合适的仪器来研究上述几个问题通过查阅文献I1．已经有学者对传统固结装置进行了改装．主要思路是从＼—n孔隙水压力的量测着手，但是实验装置中渗透团结容器尺寸。。一蠢：美嚣太小，无法进行多层土

4、的固结沉降研究．而且只能测某一点1卜抽真空出气口一堰骞排气口13一加压活塞14-水精5一磷椭l6一三通阀l7木架(一般是粘土层底部)的孔隙水压力。为了研究软粘土的固结图1试验装置沉降滞后效应．需要研制合适的仪器粘土20cm；细砂20em。土样加荷后，侧向压力增加，使得土样2试验装置的研制与容器壁的贴合十分严密，消除了在装样过程中可能出现的2．1研制思路土样与容器贴合不十分严密的现象。由于在整个过程中．土样研制出来的仪器装置需满足以下基本要求：始终处于受力状态．故土样与容器壁能够一直保持密切贴合(1

5、)固结容器尺寸要犬，能进行多层土的固结沉降研究：②固结仪底座：底座高25em，内铺反滤层。在底座底部有一个(2)可以量测土样的变形、整个土样孔隙水压力的消散：出水口，连接一个三通阀门，阀门一端接一个可以自由升降的(3)土样与容器之间应密切贴合．不能有缝隙漏水．要保溢流管，用来控制底层舍水层的水头，使其稳定在一定的高证在整个试验过程中水流只能在土样中通过：度，还可用来收集含水层压缩排出的水量：另一端接一个球形(4)固结容器密封性好，保证从土样中排出的水能完全进阀门，可以排出底部含水层中的水。(加压活

6、塞：高度为入溢流桶．并测出其体积：15em，直径为38era，项部有一个排气孔．装样完毕后用一个螺(5)整个试验系统是密封的，不受蒸发的影响．母封闭排气孔。活塞壁上有3道u型槽．用于放置0型密封由传统的固结仪装置分析得出该装置应该基本具有以下圈和充气橡皮圈。由于活塞与容器壁之间有一定的摩阻力．影几部分：①加荷装置：其中包括出力装置与加压活塞两个部响对土样施加压力的数值，为此在未装土样前．先把容器置于分；②存放土样的装置；(量测孔隙水压力及土样变形装置压缩系统上，在砝码一端徐徐加上少量砝码．直至杠杆

7、即将失为了保证试验的精度，就应该最大限度地减小误差。由于去平衡、活塞发生移动为止。(法兰：用于固定固结仪内筒与本文主要是研究粘土层固结沉降的滞后效应．要测量粘土层固结仪底座的装置及相邻含水层中的超孔隙水压力随时间的变化．所以新研制2．2．3抽真空系统的试验装置的密封在试验过程中显得尤为重要．凡是有可能试样的饱和度不仅影响孔隙水压力系数的大小．而且还漏气、漏水的地方都要考虑密封的问题对试样中孔压的滞后现象产生着影响试验初期采用水下填2．2试验装置埋法排出土中空气．经过试验验证发现此方法饱和远远达不根

8、据上述试验装置的研制思路．该装置主要由加荷系统、固到试验要求。结合固结容器装置的特点．研制了一个密封盖结容器、抽真空系统、测量系统四部分组成试验装置如图1所示此盖直径42era，盖上打有三个孔，分别接上抽气阀门、放气阀2．2．1加荷系统门和负压表，密封盖和固结容器用法兰连接．、先在固结容器内由去掉原容器部分的压缩仪作为加荷系统．特点是加荷稳填上试样(厚度不要走犀)，然后连接好密封盖，关闭除抽气阀2．2．2固结容器门外的所有阀门，用真空泵抽气向外抽气的时候固结容器内该部分由固结仪内筒