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專利名稱：土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，特別涉及一種土K0(一維)固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀器及其使用方法。
背景技術(shù)：
就目前來講，常規(guī)固結(jié)或壓縮試驗(yàn)雖然簡單，且已有使用成熟的經(jīng)驗(yàn)，其成果能滿足一般的要求，目前仍作為主要的測試手段，被廣泛應(yīng)用。但是常規(guī)固結(jié)或壓縮試驗(yàn)不能直接測試土樣變形過程的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0，尤其是在加荷后，土樣在變形過程中靜止側(cè)壓力系數(shù)K0不斷地變化，在常規(guī)一維固結(jié)或壓縮試驗(yàn)中也不能得到反映。另一方面，常規(guī)土樣固結(jié)試驗(yàn)的缺點(diǎn)是不能夠測量土的空隙水壓力，土樣固結(jié)完成的程度是根據(jù)變形速率進(jìn)行控制的，這對正確判斷土樣的主固結(jié)變形和次固結(jié)變形帶來很大的難度。最重要的是，現(xiàn)行的土固結(jié)系數(shù)測法是根據(jù)常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)曲線形態(tài)與理論固結(jié)曲線形態(tài)相似的假設(shè)而推算的，顯然這種處理方法與理論和實(shí)際都不相符。土固結(jié)系數(shù)不采用理論公式參數(shù)法的原因還在于土的滲透系數(shù)用常規(guī)方法測不準(zhǔn)，測不準(zhǔn)的原因在于滲透試驗(yàn)與固結(jié)試驗(yàn)脫節(jié)，即在常規(guī)滲透試驗(yàn)中無法模擬土固體過程中的應(yīng)力和密度狀態(tài)。由于固結(jié)系數(shù)測試方法與測試結(jié)果可靠性滯后的影響，使土固結(jié)理論的應(yīng)用受到很大的限制。
此外，常規(guī)試驗(yàn)方法采取分級加荷的方式，歷時較長，且往往不適合實(shí)際工程的應(yīng)用；尤其是加荷的瞬間由于孔隙水壓力的梯度較大，可能破壞土體的天然結(jié)構(gòu)。
國內(nèi)外對于常規(guī)一維固結(jié)或壓縮試驗(yàn)方法所存在的缺點(diǎn)也進(jìn)行了相關(guān)的研究，取得了一定的進(jìn)展，但是對一個土樣只能進(jìn)行單一的固結(jié)或壓縮試驗(yàn)，不能同時進(jìn)行土樣的靜止側(cè)壓力系數(shù)、孔隙水壓力、滲透系數(shù)及其土樣流變的測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，具有測量準(zhǔn)確、精度高的特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛的試驗(yàn)方法，具有過程簡單，可操作性強(qiáng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，包括底座，底座上設(shè)置有壓力室，在底座內(nèi)設(shè)置有活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞，底座的底部一側(cè)有孔道，孔道與壓力容器相通，底座上的兩側(cè)安裝了兩個固定螺桿，在固定螺桿頂部放置有反力梁，其共同組成反力框架，壓力室上設(shè)置有傳壓蓋板，傳壓蓋板的上部設(shè)置有一壓力傳感器。
所述的壓力室上部的透水石頂設(shè)置傳壓蓋板，壓力室側(cè)壁有一層隔膜，隔膜的外側(cè)為充滿水的隔膜室，其外側(cè)壁有一圓形孔道和側(cè)壓力傳感器相連通，壓力室底部有一圓形孔道，圓形孔道的外側(cè)和孔壓傳感器連通，其上部的反力梁和壓力傳感器相連。
壓力室一側(cè)的頂部固定有金屬桿，金屬桿配置在百分表上，百分表滑動桿通過壓力傳感器的孔心和傳壓蓋板相連接。
一種使用土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀的方法，按以下步驟進(jìn)行1)首先制備土樣，將制備好的土樣放入壓力室的底部，將覆蓋有濾紙的透水石覆蓋在土樣上面，安放好傳壓蓋板和壓力傳感器；2)通過壓力容器調(diào)節(jié)壓力，給土樣預(yù)加壓力，預(yù)加壓力的大小可通過壓力傳感器獲得，使壓力室內(nèi)上下透水石與土樣及上部透水石與傳壓蓋板密切接觸，裝好百分表并調(diào)整百分表讀數(shù)為零；向隔膜室里注水，直到?jīng)]有氣泡排出；打開側(cè)壓力傳感器或孔壓傳感器，做滲透試驗(yàn)時拆除孔壓傳感器，檢查傳感器讀數(shù)的顯示情況；3)在第1)步和第2)步完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行以下試驗(yàn)a.一維壓縮或固結(jié)試驗(yàn)首先按照試驗(yàn)方案，通過壓力容器調(diào)節(jié)壓力，通過活塞抬升的高度給土樣逐級施加5-800Kpa各級荷載，各級荷載的大小可通過壓力傳感器獲得，當(dāng)土樣每小時變形量小于0.01mm時，土樣變形達(dá)到穩(wěn)定，通過百分表指針的變化記錄每級荷載作用下土樣變形穩(wěn)定后的變形量，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和整理，得出土樣的e-p曲線與e-logp曲線，通過土樣的e-p曲線或e-logp曲線可得到試件的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es與壓縮指數(shù)Cc總應(yīng)力指標(biāo)，計(jì)算公式如下a=e1-e2p1-p2---(1)]]>式中p1、p2-土樣所受豎向荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比；Es=1+e1a---(2)]]>式中e1-土樣孔隙比；a-土樣壓縮系數(shù)；Cc=e1-e2lgp2lgp1---(3)]]>式中p1、p2-土樣所受豎響荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比；固結(jié)試驗(yàn)時，利用秒表記錄下不同時刻百分表讀數(shù)，把試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以利用傳統(tǒng)方法如時間平方根法或時間對數(shù)法求取土樣的固結(jié)系數(shù)Cv；土樣進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)過程中，可通過孔壓傳感器與側(cè)壓力傳感器測試土樣孔隙水壓力和側(cè)壓力的大小，因此還可得到試件固結(jié)過程的有效應(yīng)力及其所對應(yīng)的物理指標(biāo)，直接計(jì)算試件的總應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0和泊松比μ與有效應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0及其泊松比μ，計(jì)算公式如下σ＝σ′+u(4)式中σ-總應(yīng)力；σ′-有效應(yīng)力；u-孔隙水壓力；總應(yīng)力指標(biāo)K0=σ3σ1---(5)]]>式中σ3-側(cè)應(yīng)力；б1-軸向應(yīng)力；K0-側(cè)壓力系數(shù)；μ＝K0/(1+K0)(6)式中K0-側(cè)壓力系數(shù)；μ-泊松比；有效應(yīng)力指標(biāo)K0′=σ3′σ1′---(7)]]>式中σ3′-有效側(cè)應(yīng)力；σ1′-有效軸向應(yīng)力；K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)；μ′＝K0′/(1+K0′) (8)式中K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)；μ′-有效泊松比。
b.連續(xù)加載固結(jié)試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)基礎(chǔ)上，通過壓力調(diào)節(jié)器對土樣進(jìn)行連續(xù)加載，從而得到土樣在連續(xù)加載條件下土樣固結(jié)的總應(yīng)力σ、u、K0或有效應(yīng)力物理力學(xué)指標(biāo)σ′、μ′、K0′，計(jì)算方法同一維固結(jié)或壓縮試驗(yàn)的計(jì)算方法相同。
c.滲透試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)的過程中，如需要測試每級荷載作用下土樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的滲透系數(shù)時，則在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，固定活塞，活塞位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，然后使土樣保持在相應(yīng)荷重下變形穩(wěn)定后的高度不變，進(jìn)行變水頭滲透試驗(yàn)，通過變水頭滲透試驗(yàn)，得到在不同溫度下土樣的滲透系數(shù)，然后換算為溫度100時的滲透系數(shù)K10，進(jìn)而得到滲透系數(shù)K10和孔隙比e的關(guān)系曲線。
d.應(yīng)力松弛試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)的壓力使活塞產(chǎn)生向上的豎向位移5％mm-3mm，使土樣產(chǎn)生變形，然后固定加壓活塞位置，活塞位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，通過壓力傳感器量測土樣軸向應(yīng)力隨時間的變化過程，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到土體的應(yīng)力松弛曲線。
e.土的蠕變試驗(yàn)在步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)容器內(nèi)的壓力給土樣施加應(yīng)力5-800KPa并保持不變，隨即通過百分表讀數(shù)隨時間的變化過程，獲得土樣變形隨時間的土樣蠕變曲線。
使用該儀器與該試驗(yàn)方法，可對土樣在側(cè)限加壓狀態(tài)下的各種特性進(jìn)行測試，可以分析和整理出多種土的固結(jié)和流變特性與指標(biāo)。
利用本發(fā)明的試驗(yàn)方法，除可實(shí)現(xiàn)對同一土樣的K0固結(jié)和壓縮外，還可以同時直接進(jìn)行土樣的滲透試驗(yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)。試驗(yàn)中還可測定土樣的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0值以及測定土樣的孔隙水壓力隨時間的消散過程。采用本發(fā)明的試驗(yàn)儀與試驗(yàn)方法，直接消除了常規(guī)滲透試驗(yàn)方法誤差過大的影響，根據(jù)其測試的結(jié)果，可用理論公式參數(shù)法直接整理土的固結(jié)特性參數(shù)，根據(jù)應(yīng)力松弛的測試結(jié)果，可進(jìn)行土的流變特性分析。


附圖是本發(fā)明試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例參照附圖所示，土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，包括底座15，底座15上設(shè)置有壓力室8，在底座15內(nèi)設(shè)置有活塞腔13，活塞腔13內(nèi)設(shè)置活塞14，底座15的底部一側(cè)有孔道16，孔道16與壓力容器17相通，底座15上的兩側(cè)安裝了兩個固定螺桿4，在固定螺桿4頂部放置有反力梁3，其共同組成反力框架，壓力室8上設(shè)置有傳壓蓋板5，傳壓蓋板5的上部設(shè)置有一壓力傳感器2。
所述的壓力室8上部的透水石頂設(shè)置傳壓蓋板5，壓力室8側(cè)壁有一層隔膜7，隔膜7的外側(cè)為充滿水的隔膜室11，其外側(cè)壁有一圓形孔道6和側(cè)壓力傳感器9相連通，壓力室8底部有一圓形孔道10，圓形孔道的外側(cè)和孔壓傳感器12連通，其上部的反力梁3和壓力傳感器2相連。
壓力室8一側(cè)的頂部固定有金屬桿18，金屬桿18配置在百分表1上，百分表1測量變形滑動桿通過壓力傳感器2的孔心和傳壓蓋板5相連接。
一種使用土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀的方法，按以下步驟進(jìn)行1)首先制備土樣，將制備好的土樣放入壓力室8的底部，將覆蓋有濾紙的透水石覆蓋在土樣上面，安放好傳壓蓋板5和壓力傳感器2；2)通過壓力容器17調(diào)節(jié)壓力，給土樣預(yù)加壓力，預(yù)加壓力的大小可通過壓力傳感器2獲得，使壓力室8內(nèi)上下透水石與土樣及上部透水石與傳壓蓋板5密切接觸，裝好百分表1并調(diào)整百分表讀數(shù)為零；向隔膜室11里注水，直到?jīng)]有氣泡排出；打開側(cè)壓力傳感器9或孔壓傳感器12，做滲透試驗(yàn)時拆除孔壓傳感器12，檢查傳感器讀數(shù)的顯示情況；3)在第1)步和第2)步完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行以下試驗(yàn)
a.一維壓縮或固結(jié)試驗(yàn)首先按照試驗(yàn)方案，通過壓力容器17調(diào)節(jié)壓力，通過活塞14抬升的高度給土樣逐級施加5-800Kpa各級荷載，各級荷載的大小可通過壓力傳感器2獲得，當(dāng)土樣每小時變形量小于0.01mm時，土樣變形達(dá)到穩(wěn)定，通過百分表1指針的變化記錄每級荷載作用下土樣變形穩(wěn)定后的變形量，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和整理，得出土樣的e-p曲線與e-logp曲線，通過土樣的e-p曲線或e-logp曲線可得到試件的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es與壓縮指數(shù)Cc總應(yīng)力指標(biāo)，計(jì)算公式如下a=e1-e2p1-p2---(1)]]>式中p1、p2-土樣所受豎向荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比。
Es=1+e1a---(2)]]>式中e1-土樣孔隙比；a-土樣壓縮系數(shù)。
Cc=e1-e2lgp2lgp1---(3)]]>式中p1、p2-土樣所受豎向荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比。
固結(jié)試驗(yàn)時，利用秒表記錄下不同時刻百分表讀數(shù)，把試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以利用傳統(tǒng)方法如時間平方根法或時間對數(shù)法求取土樣的固結(jié)系數(shù)Cv總應(yīng)力物理力學(xué)指標(biāo)；測土樣固結(jié)過程中固結(jié)系數(shù)時，按15s、30s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h的時間序列記錄變形量，直到土樣變形穩(wěn)定。
土樣進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)過程中，可通過孔壓傳感器12與側(cè)壓力傳感器9測試土樣孔隙水壓力和側(cè)壓力的大小，因此還可得到試件固結(jié)過程的有效應(yīng)力及其所對應(yīng)的物理指標(biāo)，直接計(jì)算試件的總應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0和泊松比μ與有效應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0′及其泊松比μ′，計(jì)算公式如下σ＝σ′+u (4)式中σ-總應(yīng)力；σ′-有效應(yīng)力；u-孔隙水壓力。
K0=σ3σ1---(5)]]>式中σ3-側(cè)應(yīng)力；σ1-軸向應(yīng)力；K0-側(cè)壓力系數(shù)。μ＝K0/(1+K0) (6)式中K0-側(cè)壓力系數(shù)；μ-泊松比。
有效應(yīng)力指標(biāo)K0′=σ3′σ1′---(7)]]>式中σ3′-有效側(cè)應(yīng)力；σ1′-有效軸向應(yīng)力；K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)。μ′＝K0′/(1+K0′) (8)式中K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)；μ′-有效泊松比。
b.連續(xù)加載固結(jié)試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)基礎(chǔ)上，通過壓力調(diào)節(jié)器17對土樣進(jìn)行連續(xù)加載，從而得到土樣在連續(xù)加載條件下土樣固結(jié)的總應(yīng)力σ、u、K0或有效應(yīng)力物理力學(xué)指標(biāo)σ′、μ′、K0′，計(jì)算方法同一維固結(jié)或壓縮試驗(yàn)的計(jì)算方法相同。
c.滲透試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)的過程中，如需要測試每級荷載作用下土樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的滲透系數(shù)時，則在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，固定活塞14，活塞14位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器17內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，然后使土樣保持在相應(yīng)荷重下變形穩(wěn)定后的高度不變，進(jìn)行變水頭滲透試驗(yàn)，通過變水頭滲透試驗(yàn)，得到在不同溫度下土樣的滲透系數(shù)，然后換算為溫度100時的滲透系數(shù)K10，進(jìn)而得到滲透系數(shù)K10和孔隙比e的關(guān)系曲線。
d.應(yīng)力松弛試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)壓力容器17內(nèi)的壓力使活塞14產(chǎn)生向上的豎向位移5％mm-3mm，使土樣產(chǎn)生變形，然后固定加壓活塞14位置，活塞14位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器17內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，通過壓力傳感器2量測土樣軸向應(yīng)力隨時間的變化過程，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到土體的應(yīng)力松弛曲線。
e.土的蠕變試驗(yàn)在步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)容器17內(nèi)的壓力給土樣施加應(yīng)力5-800Kpa，所施加的應(yīng)力并保持不變，通過百分表1讀數(shù)隨時間的變化過程，獲得土樣變形隨時間的土樣蠕變曲線。
權(quán)利要求
1.土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，包括底座(15)，底座(15)上設(shè)置有壓力室(8)，其特征在于，在底座(15)內(nèi)設(shè)置有活塞腔(13)，活塞腔(13)內(nèi)設(shè)置活塞(14)，底座(15)的底部一側(cè)有孔道(16)，孔道(16)與壓力容器(17)相通，底座(15)上的兩側(cè)安裝了兩個固定螺桿(4)，在固定螺桿(4)頂部放置有反力梁(3)，其共同組成反力框架，壓力室(8)上設(shè)置有傳壓蓋板(5)，傳壓蓋板(5)的上部設(shè)置有一壓力傳感器(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，其特征在于，所述的壓力室(8)上部的透水石頂設(shè)置傳壓蓋板(5)，壓力室(8)側(cè)壁有一層隔膜(7)，隔膜(7)的外側(cè)為充滿水的隔膜室(11)，其外側(cè)壁有一圓形孔道(6)和側(cè)壓力傳感器(9)相連通，壓力室(8)底部有一圓形孔道(10)，圓形孔道(10)的外側(cè)和孔壓傳感器(12)連通，其上部的反力梁(3)和壓力傳感器(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀，其特征在于，壓力室(8)一側(cè)的頂部固定有金屬桿(18)，金屬桿(18)配置在百分表(1)上，百分表(1)測量變形滑動桿通過壓力傳感器(2)的孔心和傳壓蓋板(5)相連接。
4.一種使用權(quán)利要求1所述裝置的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)首先制備土樣，將制備好的土樣放入壓力室(8)的底部，將覆蓋有濾紙的透水石覆蓋在土樣上面，安放好傳壓蓋板(5)和壓力傳感器(2)；2)通過壓力容器(17)調(diào)節(jié)壓力，給土樣預(yù)加壓力，預(yù)加壓力的大小可通過壓力傳感器(2)獲得，使壓力室(8)內(nèi)上下透水石與土樣及上部透水石與傳壓蓋板(5)密切接觸，裝好百分表(1)并調(diào)整百分表讀數(shù)為零；向隔膜室(11)里注水，直到?jīng)]有氣泡排出；打開側(cè)壓力傳感器(9)或孔壓傳感器(12)，做滲透試驗(yàn)時拆除孔壓傳感器(12)，檢查傳感器讀數(shù)的顯示情況；3)在第1)步和第2)步完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行以下試驗(yàn)a.一維壓縮或固結(jié)試驗(yàn)首先按照試驗(yàn)方案，通過壓力容器(17)調(diào)節(jié)壓力，通過活塞(14)抬升的高度給土樣逐級施加5-800Kpa各級荷載，各級荷載的大小可通過壓力傳感器(2)獲得，當(dāng)土樣每小時變形量小于0.01mm時，土樣變形達(dá)到穩(wěn)定，通過百分表(1)指針的變化記錄每級荷載作用下土樣變形穩(wěn)定后的變形量，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和整理，得出土樣的e-p曲線與e-logp曲線，通過土樣的e-p曲線或e-logp曲線可得到試件的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es與壓縮指數(shù)Cc總應(yīng)力指標(biāo)，計(jì)算公式如下a=e1-e2p1-p2---(1)]]>式中p1、p2-土樣所受豎向荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比；Es=1+e1a---(2)]]>式中e1-土樣孔隙比；a-土樣壓縮系數(shù)；Cc=e1-e21gp21gp1---(3)]]>式中p1、p2-土樣所受豎向荷載(p2＞p1)；e1、e2-土樣在p1與p2荷載作用下對應(yīng)的孔隙比；固結(jié)試驗(yàn)時，利用秒表記錄下不同時刻百分表讀數(shù)，把試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以利用傳統(tǒng)方法如時間平方根法或時間對數(shù)法求取土樣的固結(jié)系數(shù)Cv；土樣進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)過程中，可通過孔壓傳感器(12)與側(cè)壓力傳感器(9)測試土樣孔隙水壓力和側(cè)壓力的大小，因此還可得到試件固結(jié)過程的有效應(yīng)力及其所對應(yīng)的物理指標(biāo)，直接計(jì)算試件的總應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0和泊松比μ與有效應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)K0′及其泊松比μ′，計(jì)算公式如下σ＝σ′+u(4)式中σ-總應(yīng)力；σ′-有效應(yīng)力；u-孔隙水壓力；總應(yīng)力指標(biāo)K0=σ3σ1---(5)]]>式中σ3-側(cè)應(yīng)力；σ1-軸向應(yīng)力；K0-側(cè)壓力系數(shù)；μ＝K0/(1+K0) (6)式中K0-側(cè)壓力系數(shù)；μ-泊松比；有效應(yīng)力指標(biāo)K0′=σ3′σ1′---(7)]]>式中σ3′-有效側(cè)應(yīng)力；σ1′-有效軸向應(yīng)力；K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)；μ′＝K0′/(1+K0′) (8)式中K0′-有效側(cè)壓力系數(shù)；μ′-有效泊松比；b.連續(xù)加載固結(jié)試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)基礎(chǔ)上，通過壓力調(diào)節(jié)器(17)對土樣進(jìn)行連續(xù)加載，從而得到土樣在連續(xù)加載條件下土樣固結(jié)的總應(yīng)力σ、u、K0或有效應(yīng)力物理力學(xué)指標(biāo)σ′、μ′、K0′，計(jì)算方法同一維固結(jié)或壓縮試驗(yàn)的計(jì)算方法相同；c.滲透試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)的過程中，如需要測試每級荷載作用下土樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的滲透系數(shù)時，則在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，固定活塞(14)，活塞(14)位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)(17)的壓力實(shí)現(xiàn)，然后使土樣保持在相應(yīng)荷重下變形穩(wěn)定后的高度不變，進(jìn)行變水頭滲透試驗(yàn)，通過變水頭滲透試驗(yàn)，得到在不同溫度下土樣的滲透系數(shù)，然后換算為溫度10°時的滲透系數(shù)K10，進(jìn)而得到滲透系數(shù)K10和孔隙比e的關(guān)系曲線；d.應(yīng)力松弛試驗(yàn)在上述試驗(yàn)步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)壓力容器(17)內(nèi)的壓力使活塞(14)產(chǎn)生向上的豎向位移5％mm-3mm，使土樣產(chǎn)生變形，然后固定加壓活塞(14)位置，活塞(14)位置固定通過調(diào)節(jié)壓力容器(17)內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)，隨即通過壓力傳感器(2)量測土樣軸向應(yīng)力隨時間的變化過程，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到土體的應(yīng)力松弛曲線；e.土的蠕變試驗(yàn)在步驟1)與2)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)容器(17)內(nèi)的壓力給土樣施加5-800Kpa，并保持所施加的應(yīng)力不變，通過百分表(1)讀數(shù)隨時間的變化過程，獲得土樣變形隨時間的土樣蠕變曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土一維固結(jié)、滲透、應(yīng)力松弛綜合試驗(yàn)儀及其使用方法，在壓力容器底部增加一活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞，利用本發(fā)明的試驗(yàn)方法，除可實(shí)現(xiàn)對同一土樣的K
文檔編號G01N33/24GK1699997SQ20051004282
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者劉保健, 謝永利, 李又云 申請人:長安大學(xué)