本發(fā)明涉及一種測量軟黏土固結(jié)過程中抗剪強度參數(shù)變化的試驗裝置，屬于軟黏土分析裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

軟黏土的抗剪強度會隨著固結(jié)過程中孔壓消散、有效應(yīng)力增加而增加，地基的穩(wěn)定性也將隨著加載過程和抗剪強度的變化而動態(tài)發(fā)展。因此，軟黏土地基的穩(wěn)定性分析時，需要考慮加載和固結(jié)過程中伴隨土體變形和孔壓變化引起的抗剪強度變化，以開展從加載施工期的短期穩(wěn)定性漸變過渡到正常使用期的長期穩(wěn)定性，即整個全壽命周期的穩(wěn)定性分析。軟黏土地基失穩(wěn)破壞及穩(wěn)定性分析的工程案例表明，排水固結(jié)引起的變形和孔壓的發(fā)展對于軟黏土抗剪強度的動態(tài)變化有著極其重要的影響。充分認識這兩個因素共同作用下軟黏土的抗剪強度特性是開展軟黏土地基穩(wěn)定性分析的重要前提。

目前，揭示土的抗剪強度特性的室內(nèi)實驗手段主要有直剪試驗和三軸試驗，通常有如下三種類型：不固結(jié)不排水（UU）、固結(jié)不排水（CU）、以及固結(jié)排水（CD）。其中，UU和CU實驗可以測定某剪前固結(jié)有效應(yīng)力和孔隙比條件下的不排水抗剪強度（而非強度指標），適用于φ = 0法地基穩(wěn)定性分析；CU實驗可以測定總應(yīng)力抗剪強度指標，適用于總應(yīng)力法地基穩(wěn)定性分析；CU和CD實驗可以測定有效應(yīng)力抗剪強度指標，適用于有效應(yīng)力法地基穩(wěn)定性分析。UU和CU實驗剪切過程中，土樣完全不排水，體變ε_v = 0；CD實驗過程中，土樣完全排水，孔壓u = 0。顯然，常規(guī)實驗類型在剪切過程中的水力邊界條件是完全不排水和完全排水這兩種極端的水力邊界條件，UU和CU實驗僅體現(xiàn)了無體變作用時的剪切破壞機制，而CD實驗僅體現(xiàn)了無孔壓作用時的剪切破壞機制。

直剪儀、三軸儀雖然可以通過不同剪前固結(jié)有效應(yīng)力條件下的實驗，反映土體的抗剪強度隨剪前固結(jié)有效應(yīng)力增加而增加的特性，但是與實際工程中軟黏土地基固結(jié)同時剪切，即體變和孔壓耦合作用下的剪切破壞機制并不一致，而且，也不能反映軟黏土的抗剪強度從不排水狀態(tài)過渡到排水狀態(tài)的漸變過程。因此，十分有必要研制一種可以開展固結(jié)過程中軟黏土的抗剪強度特性研究的試驗裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種測量軟黏土固結(jié)過程中抗剪強度參數(shù)變化的試驗裝置，用于模擬、研究在飽和軟黏土固結(jié)過程中土體沉降發(fā)展、孔隙水壓力消散、抗剪強度等的變化規(guī)律，使得技術(shù)人員能夠更直觀、更準確的采集到飽和軟黏土固結(jié)過程中的抗剪強度變化特性。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種測量軟黏土固結(jié)過程中抗剪強度參數(shù)變化的試驗裝置，其特征在于，包括框架、加載板、若干個帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀、扭力計、用于放置試樣的試樣室、測量單元和升降機構(gòu)；

所述試樣室內(nèi)設(shè)置有排水裝置；

所述加載板設(shè)置在所述試樣室的上方，所述加載板或所述試樣室通過所述升降機構(gòu)設(shè)置在所述框架上；

所述測量單元包括傳感器數(shù)據(jù)采集裝置、若干個用于測量試樣中孔隙水壓力的孔隙水壓力傳感器、若干個用于測量試樣中土壓力的土壓力傳感器和若干個用于測量位于所述試樣室中試樣高度變化的位移傳感器；

所述加載板的下表面上分別設(shè)置有若干個所述孔隙水壓力傳感器和若干個所述土壓力傳感器，所述試樣室內(nèi)設(shè)置有若干個所述土壓力傳感器；所述位移傳感器設(shè)置在所述試樣室的側(cè)壁旁；所述孔隙水壓力傳感器、所述土壓力傳感器和所述位移傳感器的輸出端均與所述傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端電連接；

若干個微型十字板剪切儀對稱地設(shè)置在所述加載板上，所述微型十字板剪切儀均轉(zhuǎn)動連接所述加載板；所述扭力計可拆卸地卡合連接微型十字板剪切儀的上端。

優(yōu)先地，所述排水裝置包括排水板和排水管；所述排水板設(shè)置在所述試樣室的底部，所述排水板和所述試樣室的底部形成一個排水腔，所述排水管的一端連通所述排水腔，所述排水管位于所述試樣室的外部。

優(yōu)先地，所述升降機構(gòu)包括空氣壓縮機、氣缸和氣壓調(diào)節(jié)器；所述空氣壓縮機的輸出端連接所述氣壓調(diào)節(jié)器的輸入端，所述氣壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接所述氣缸的輸入端。

優(yōu)先地，還包括固定裝置、升降平臺和若干個軸桿；若干個所述軸桿對稱設(shè)置在所述框架上，所述升降平臺滑動連接所述軸桿，所述試樣室設(shè)置在所述升降平臺上，所述升降平臺的下方設(shè)置有墊塊，所述墊塊固定設(shè)置在所述升降平臺的下表面上，所述氣缸位于所述墊塊下方，所述氣缸豎向設(shè)置在所述框架的下端；所述加載板通過所述固定裝置固定連接所述框架；當所述氣缸頂升時，所述氣缸的活塞桿卡合連接所述墊塊從而帶動所述升降平臺向上運動。

優(yōu)先地，所述氣缸豎向固定設(shè)置在所述框架上，所述氣缸位于所述加載板上方，所述氣缸的活塞桿固定連接所述加載板；所述試樣室固定設(shè)置在所述框架上。

優(yōu)先地，還包括可調(diào)節(jié)軌道、氣缸支撐框架、滑動平臺和搖桿；所述氣缸支撐框架設(shè)置在所述框架上，所述可調(diào)節(jié)軌道設(shè)置在所述氣缸支撐框架上，所述可調(diào)節(jié)軌道位于所述升降平臺的下方，所述滑動平臺通過所述搖桿轉(zhuǎn)動連接所述可調(diào)節(jié)軌道，所述氣缸設(shè)置在所述滑動平臺上。

優(yōu)先地，還包括U型止水項圈；所述U型止水項圈纏繞在所述加載板的側(cè)壁上。

優(yōu)先地，所述微型十字板剪切儀還包括所述孔隙水壓力傳感器；所述孔隙水壓力傳感器通過透明橡膠塞固定設(shè)置在所述微型十字板剪切儀的底端。

優(yōu)先地，所述排水板上開設(shè)有若干個均勻分布的排水孔，排水板下設(shè)置有加筋支撐。

優(yōu)先地，所述框架的材質(zhì)為不銹鋼金屬。

本發(fā)明所達到的有益效果：

（1）通過本發(fā)明裝置不僅可以單獨研究無體變作用時的剪切破壞機制或者無孔壓作用時的剪切破壞機制，而且能同時研究體變、孔壓耦合作用下的剪切破壞機制，記錄試樣固結(jié)過程中土體孔壓、土壓、沉降及抗剪強度等數(shù)據(jù)，進而定量分析固結(jié)效果，實驗類型更加豐富；

（2）本發(fā)明可研究在軟黏土加載和固結(jié)過程中伴隨土體變形和孔壓變化引起的抗剪強度變化，能反映軟黏土的抗剪強度從不排水狀態(tài)過渡到排水狀態(tài)的漸變過程，以開展從加載施工期的短期穩(wěn)定性漸變過渡到正常使用期的長期穩(wěn)定性分析，研究伴隨著整個研究過程的變化規(guī)律，采集的數(shù)據(jù)更加具有普遍性，對推動研究軟黏土教學和科研試驗裝置的發(fā)展具有卓越的貢獻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的正視圖；

圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明的俯視圖；

圖5是本發(fā)明的仰視圖。

附圖標記中含義，1-框架；2-加載板；3-帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀；4-加載板固定裝置；5-試樣室；6-透水板；7-排水管；8-孔隙水壓力傳感器；9-土壓力傳感器；10-位移傳感器；11-軸桿；12-升降平臺；13-試樣室支撐框架；14-氣缸；15-可調(diào)節(jié)軌道；16-氣缸支撐框架；17-搖桿；18-氣壓調(diào)節(jié)器；19-U型止水項圈；20-活塞桿；21-墊塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例一

本發(fā)明涉及到一種測量軟黏土固結(jié)過程中抗剪強度參數(shù)變化的試驗裝置，包括框架1、加載板2、六個帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3、一個扭力計、用于放置試樣的試樣室5、測量單元和升降機構(gòu)；

試樣室5的底部內(nèi)設(shè)置有排水裝置，排水裝置包括排水板6和排水管7；試樣室5為圓柱體，排水板6為直徑與試樣室5內(nèi)直徑相等的圓板；

排水板6設(shè)置在試樣室5的底部，排水板6和試樣室5的底部形成一個排水腔，排水管7的一端轉(zhuǎn)動連通排水腔，排水管7的另一端可調(diào)整到與試樣室5的頂壁齊高，排水管7位于試樣室5的外部；排水板6上開設(shè)有多個均勻分布的排水孔，水可以通過排水孔流入排水管7中，排水板6下設(shè)置有加筋支撐以防止被壓壞而且可拆卸更換，使用方便。

加載板2設(shè)置在試樣室5的上方，加載板2通過升降機構(gòu)設(shè)置在框架1上；

測量單元包括傳感器數(shù)據(jù)采集裝置、若干個用于采集試樣中孔隙水壓力的孔隙水壓力傳感器8、若干個用于采集試樣中土壓力的土壓力傳感器9和一個位移傳感器10，兩個孔隙水壓力傳感器8和兩個土壓力傳感器9分別對稱設(shè)置在加載板2的下表面上，監(jiān)測固結(jié)過程中孔隙水壓力和土壓力變化情況，兩種傳感器的位置固定且可拆卸；

排水板6上表面由軸心向外沿圓周方向?qū)ΨQ地設(shè)置有三個土壓力傳感器9，用于實時監(jiān)測固結(jié)加載過程中土壓力的變化，并可根據(jù)計算試樣上下表面的土壓力差值得出試樣室5中側(cè)壁摩阻力的大??；位移傳感器10設(shè)置在試樣室5的側(cè)壁旁，位移傳感器10一端固定于外部金屬框架1上，另一端則在試驗開始時沿平行于試樣室5的軸線方向設(shè)置；

孔隙水壓力傳感器8、土壓力傳感器9和位移傳感器10的輸出端均與傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端電連接；即孔隙水壓力傳感器8、土壓力傳感器9和位移傳感器10測得的數(shù)據(jù)通過導線傳送到傳感器數(shù)據(jù)采集裝置進行記錄，方便后續(xù)的分析。

測量單元可以實時監(jiān)測試樣在固結(jié)過程中孔隙水壓力、土壓力、沉降量及抗剪強度的變化，進而定量分析固結(jié)效果，為實際工程中飽和軟黏土固結(jié)過程中土體沉降發(fā)展、孔隙水壓力消散、抗剪強度等的變化規(guī)律的分析提供依據(jù)。

六個帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3對稱地設(shè)置在加載板2上，帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3均轉(zhuǎn)動連接加載板2；微型十字板剪切儀3包括設(shè)置在其自身底端的孔隙水壓力傳感器8，孔隙水壓力傳感器8通過透明橡膠塞固定在帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3上。

扭力計設(shè)置在帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3的上端，帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3的下端均設(shè)置有孔隙水壓力傳感器8，孔隙水壓力傳感器8通過透明橡膠塞固定于微型十字板剪切儀3的軸桿的底端內(nèi)，并將550 mm長帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3按軸壓桿原理固定于距離金屬加載板2底部150 mm位置處。

帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3配合扭力計，用于測試飽和軟黏土固結(jié)過程中的抗剪強度及由剪切引起的試樣擾動處的孔壓。帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3上部做成六邊形螺栓狀，而扭力計的上部正好可以套在其上進行扭轉(zhuǎn)，且只需一個扭力計即可，在每次需要進行帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3剪切時，套在帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3上端即可使用，用完即可卸下。加載板2為圓柱體，加載板2的直徑等于試樣室5的內(nèi)直徑。

升降機構(gòu)包括空氣壓縮機、氣缸14和氣壓調(diào)節(jié)器18；空氣壓縮機的輸出端連接氣壓調(diào)節(jié)器18的輸入端，氣壓調(diào)節(jié)器18的輸出端連接氣缸14。

氣缸14豎向固定設(shè)置在框架1上，氣缸14位于加載板2上方，氣缸14的活塞桿20固定連接加載板2；試樣室5固定設(shè)置在框架1上，試樣室5為圓柱體，試樣室5的尺寸為直徑474 mm，高550 mm；試樣室5整體由10 mm厚透明的鋼化有機玻璃板和肋板膠結(jié)而成。升降機構(gòu)和外部不銹鋼金屬框架1之間形成可進行模擬加載的容腔。氣缸14固定于框架1頂部正中央，加載時將加載板2通過氣缸14下降，當加載板2運動至試樣上表面剛好與加載板2的下表面接觸時，將氣壓調(diào)節(jié)器18的值調(diào)零，此時氣缸14停止，然后進行后續(xù)各級荷載的施加。

本發(fā)明還包括可調(diào)節(jié)軌道15、氣缸支撐框架16、滑動平臺和搖桿17；氣缸支撐框架16設(shè)置在框架1的頂部，可調(diào)節(jié)軌道15設(shè)置在氣缸支撐框架16上，可調(diào)節(jié)軌道15位于氣缸14的上方，滑動平臺通過搖桿17轉(zhuǎn)動連接可調(diào)節(jié)軌道15，氣缸14的頂部設(shè)置在滑動平臺上。

本發(fā)明還包括U型止水項圈19；加載板2本身不透水，U型止水項圈19纏繞在加載板2的側(cè)壁上，使得做實驗時加載板2可視為不透水邊界。在U型止水項圈19上和試樣室5上端的內(nèi)壁上均勻涂抹一層凡士林用于減小阻力。

框架1的材質(zhì)為不銹鋼金屬，加載板2的材質(zhì)為金屬。

本發(fā)明的具體工作過程：

步驟一：搖動搖桿17從而通過滑動平臺帶動氣缸14移動至框架1頂部的中心處；將位移傳感器10的一端固定在框架1上，另一端在實驗開始時保持與試樣室5的軸線平行；

步驟二：在試樣室5的側(cè)壁上貼上坐標紙用于測量已裝土樣的高度；將試樣室5固定于框架1上，即加載板2的正下方；關(guān)閉排水管7，然后在排水板6處鋪設(shè)一層濾紙；

步驟三：向試樣室5中注水直到水面高度高出排水板6約30mm，將配制的某含水率的飽和土樣即試樣填入試樣室5中，每次填入約30 mm高的試樣，試樣一直淹沒在水面以下，裝樣保證均勻且土中無氣泡，每次裝樣后靜置約10 min；

步驟四：重復(fù)步驟三，直至試樣的高度達到位于排水板6上方約42 cm處；

步驟五：轉(zhuǎn)動排水管7使排水管7的出口與試樣的頂面平齊，打開排水管7排出試樣室5中超出試樣頂面的水；試樣在固結(jié)過程中始終浸沒在水中，從而保證試樣在固結(jié)過程中始終飽和，排水板6和排水管7相當于自由排水邊界；使試樣在自重和滲流作用下初步固結(jié)24小時，初步固結(jié)完成時試樣的初始高度約為40 cm；

步驟六：將加載板2在氣缸14的帶動下下降，直至加載板2的下表面接觸到試樣，加載板2與試樣室5內(nèi)壁之間密封形成不透水邊界；將由于試樣與試樣室5自重，及加載板2與試樣室5的側(cè)壁摩阻力共同產(chǎn)生的壓力值通過氣壓調(diào)節(jié)器18調(diào)零；

步驟七；按照加載計劃實施加載，通過測量單元實時監(jiān)測試樣在固結(jié)過程中孔壓、土壓力及沉降量的變化，通過將扭力計逐個放置在微型十字板剪切儀3的頂端上測量試樣中的剪切力，記錄試樣固結(jié)過程中土體孔壓、土壓、沉降及抗剪強度等數(shù)據(jù)，進而定量分析固結(jié)效果，達到某個固結(jié)度時用扭力計進行帶孔壓測試功能的微型十字板剪切試驗以得到固結(jié)過程中土體抗剪強度的變化規(guī)律，模擬飽和軟黏土固結(jié)過程中土體沉降發(fā)展、孔隙水壓力消散、抗剪強度等的變化規(guī)律。

實施例二

如圖1所示，一種測量軟黏土固結(jié)過程中抗剪強度參數(shù)變化的試驗裝置，包括框架1、加載板2、六個帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3、扭力計、用于放置試樣的試樣室5、測量單元和升降機構(gòu)；

試樣室5的底部設(shè)置有排水裝置，排水裝置包括排水板6和排水管7；排水板6設(shè)置在試樣室5的底部，排水板6和試樣室5的底部形成一個排水腔，排水管7的一端轉(zhuǎn)動連通排水腔，排水管7的另一端可調(diào)整到與試樣室5的頂壁齊高，排水管7位于試樣室5的外部；試樣室5為圓柱體，排水板6為直徑與試樣室5內(nèi)直徑相等的圓板；

排水板6上開設(shè)有多個均勻分布的排水孔，水可以通過排水孔流入排水管7中，排水板6下設(shè)置有加筋支撐以防止被壓壞而且可拆卸更換，使用方便。

加載板2設(shè)置在試樣室5的正上方，試樣室5通過升降機構(gòu)設(shè)置在框架1上；

升降機構(gòu)包括升降平臺12、空氣壓縮機、氣缸14和氣壓調(diào)節(jié)器18；空氣壓縮機的輸出端連接氣壓調(diào)節(jié)器18的輸入端，氣壓調(diào)節(jié)器18的輸出端連接氣缸14。氣缸14固定于框架1底部正中央，加載時將試樣室5通過升降平臺12頂升，當試樣室5被頂升至試樣上表面剛好與加載板2的下表面接觸時，將氣壓調(diào)節(jié)器18的值調(diào)零，此時氣缸14停止，然后進行后續(xù)各級荷載的施加。

如圖2所示，測量單元包括傳感器數(shù)據(jù)采集裝置、孔隙水壓力傳感器8、土壓力傳感器9和位移傳感器10，加載板2的下表面上分別對稱設(shè)置有兩個孔隙水壓力傳感器8和兩個土壓力傳感器9，監(jiān)測固結(jié)過程中孔隙水壓力和土壓力變化情況，兩種傳感器的位置固定且可拆卸；

排水板6上表面由軸心向外沿圓周方向?qū)ΨQ地設(shè)置有三個土壓力傳感器9，用于實時監(jiān)測固結(jié)加載過程中土壓力的變化，并可根據(jù)計算試樣上下表面的土壓力差值得出試樣室5中側(cè)壁摩阻力的大小；位移傳感器10設(shè)置在試樣室5的側(cè)壁旁，位移傳感器10一端固定于外部金屬框架1上，另一端則在試驗開始時沿平行于試樣室5的軸線方向設(shè)置即升降平臺12上；孔隙水壓力傳感器8、土壓力傳感器9和位移傳感器10的輸出端均與傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端電連接；即孔隙水壓力傳感器8、土壓力傳感器9和位移傳感器10測得的數(shù)據(jù)通過導線傳送到傳感器數(shù)據(jù)采集裝置進行記錄，方便后續(xù)的分析。

測量單元可以實時監(jiān)測試樣在固結(jié)過程中孔隙水壓力、土壓力、沉降量及抗剪強度的變化，進而定量分析固結(jié)效果，為實際工程中飽和軟黏土固結(jié)過程中土體沉降發(fā)展、孔隙水壓力消散、抗剪強度等的變化規(guī)律分析提供依據(jù)。

如圖4所示，六個帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3對稱地設(shè)置在加載板2上，帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3均轉(zhuǎn)動連接加載板2；微型十字板剪切儀3包括設(shè)置在其自身底端的孔隙水壓力傳感器8，孔隙水壓力傳感器8通過透明橡膠塞固定在帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3的底部內(nèi)。

扭力計設(shè)置在帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3的上端，并將550 mm長帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3按軸壓桿原理固定于距離金屬加載板2底部150 mm位置處。

帶孔壓測試功能的微型十字板剪切儀3配合扭力計，用于測試飽和軟黏土固結(jié)過程中的抗剪強度及由剪切引起的試樣擾動處的孔壓。微型十字板剪切儀3上部做成六邊形螺栓狀，而扭力計的上部正好可以套在其上進行扭轉(zhuǎn)，且只需一個扭力計即可，在每次需要進行微型十字板剪切儀3剪切時，套在微型十字板剪切儀3上端即可使用，用完即可卸下。

如圖3所示，本發(fā)明還包括固定裝置4、升降平臺12和四個軸桿11；四個軸桿11對稱設(shè)置在框架1上，升降平臺12滑動連接軸桿11，試樣室5設(shè)置在升降平臺12上，試樣室5為圓柱體，試樣室5的尺寸為直徑474 mm，高550 mm；試樣室5整體由10 mm厚透明的鋼化有機玻璃板和肋板膠結(jié)而成。

升降平臺12的下方設(shè)置有墊塊21，墊塊21固定設(shè)置在升降平臺12的正下方，通過氣缸14的頂升作用使得活塞桿20與墊塊21卡合連接。升降平臺12和外部不銹鋼金屬框架1之間形成可進行模擬加載的容腔；氣缸14豎向設(shè)置在框架1上，氣缸14位于墊塊21下方；加載板2通過固定裝置4固定連接框架1。

如圖5所示，本發(fā)明還包括可調(diào)節(jié)軌道15、氣缸支撐框架16、滑動平臺和搖桿17；氣缸支撐框架16設(shè)置在框架1上，可調(diào)節(jié)軌道15設(shè)置在氣缸支撐框架16上，可調(diào)節(jié)軌道15位于升降平臺12的下方，滑動平臺通過搖桿17轉(zhuǎn)動連接可調(diào)節(jié)軌道15，氣缸14設(shè)置在滑動平臺上。

本發(fā)明還包括U型止水項圈19；加載板2本身不透水，U型止水項圈19纏繞在加載板2的側(cè)壁上，使得在做實驗時加載板2可視為不透水邊界。

框架1的材質(zhì)為不銹鋼金屬，加載板2的材質(zhì)為金屬。

本發(fā)明的具體工作過程：

步驟一：搖動搖桿17從而通過滑動平臺帶動氣缸14移動至框架1底部的中心處；將位移傳感器10的一端固定在框架1上，另一端在實驗開始時保持與試樣室5的軸線平行；

步驟二：在試樣室5的側(cè)壁上貼上坐標紙用于測量已裝土樣的高度；將試樣室5放置在升降平臺12上，即加載板2的正下方；關(guān)閉排水管7，然后在排水板6處鋪設(shè)一層濾紙；

步驟三：向試樣室5中一次性注水直到水面高度高出排水板6約30mm，將配制的某含水率的飽和土樣即試樣填入試樣室5中，每次填入約30 mm高的試樣，此時試樣一直淹沒在水面以下，裝樣保證均勻且土中無氣泡，每次裝樣后靜置約10 min；

步驟四：重復(fù)步驟三，直至試樣的高度達到位于排水板6上方約42 cm處；

步驟五：轉(zhuǎn)動排水管7使排水管7的出口與試樣的頂面平齊，打開排水管7排出試樣室5中超出試樣頂面的水，保持試樣在固結(jié)過程中始終浸沒在水中從而保證試樣在固結(jié)過程中始終飽和，排水板6和排水管7相當于自由排水邊界；使試樣在自重和滲流作用下初步固結(jié)24小時，初步固結(jié)完成時試樣的初始高度約為40 cm；

步驟六：將試樣室5在氣缸14的帶動下頂升，直至試樣接觸到加載板2的下表面，加載板2與試樣室5內(nèi)壁之間密封形成不透水邊界；將由于試樣與試樣室5自重，及加載板2與試樣室5的側(cè)壁摩阻力共同產(chǎn)生的壓力值通過氣壓調(diào)節(jié)器18調(diào)零；

步驟七；按照加載計劃實施加載，通過測量單元實時監(jiān)測試樣在固結(jié)過程中孔壓、土壓力及沉降量的變化，通過將扭力計逐個放置在微型十字板剪切儀3的頂端上測量試樣中的剪切力，記錄試樣固結(jié)過程中土體孔壓、土壓、沉降及抗剪強度等數(shù)據(jù)，進而定量分析固結(jié)效果，達到某個固結(jié)度時用扭力計進行帶孔壓測試功能的微型十字板剪切試驗以得到固結(jié)過程中土體抗剪強度的變化規(guī)律，模擬飽和軟黏土固結(jié)過程中土體沉降發(fā)展、孔隙水壓力消散、抗剪強度等的變化規(guī)律。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。