一種全尾砂膠凝骨料固結滲流聯合試驗裝置及其測試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及礦山工程技術領域，尤其涉及一種全尾砂膠凝骨料固結滲流聯合試驗 裝置及其測試方法。
【背景技術】
[0002] 目前，我國進行側限壓縮試驗采用的壓縮固結儀基本上逐級加荷方式為砝碼配 重，變形以百分表測量，但壓縮過程很漫長，每一級加載需要24小時，而且每一級荷載變性 穩(wěn)定都需要人工判斷，增加了試驗誤差；目前的壓縮儀并不能采樣孔隙水壓力，不能得到有 效應力與超靜孔壓的轉化過程，所以將壓縮與滲流固結聯合起來測試具有重要意義。滲透 性系數的測量有兩種方法，常水頭法與變水頭法，目前的滲透儀都是根據單一方法設計的， 不能充分融合兩種方法的優(yōu)點。
[0003] 基于上述情況，迫切需要一種成本低、可重復使用、操作簡便的全尾砂膠凝骨料固 結滲流聯合試驗裝置，達到同時測量全尾砂膠凝骨料壓縮系數、滲透系數并繪制相應曲線 圖，為全尾砂處理、地基、邊坡穩(wěn)定性計算提供試驗參數的目的。。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明實施例的目的在于提出一種全尾砂膠凝骨料固結滲流聯合試驗裝置，通過 液壓伺服機構給予壓縮固結實驗機構恒壓分級加荷，利用采樣機構進行數據采集處理，得 出試樣沉降壓縮變形曲線、孔隙水壓力變化曲線等，滲透系數實驗機構通過采樣機構與壓 縮固結實驗機構聯系，并與采樣機構共同完成常水頭及變水頭條件下試樣滲透系數的測 定，達到同時測量全尾砂膠凝骨料壓縮系數、滲透系數并繪制相應曲線圖，為全尾砂處理、 地基、邊坡穩(wěn)定性計算提供試驗參數的目的。為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方 案：
[0005] 一種全尾砂膠凝骨料固結滲流聯合試驗裝置，包括：
[0006] 壓縮固結實驗機構，包括框架、試樣槽、溢水槽、透水石、滲流溢水孔、蓋板密封圈、 承壓蓋板、橡皮膠管、加壓油缸、鋼絞線固定螺栓、鋼絞線，所述試樣槽固定連接于框架中 部，所述溢水槽置于試樣槽下部，所述透水石分別置于試樣槽上下部，所述滲流溢水孔貫通 試樣槽底部并均勻布置，所述承壓蓋板置于上部透水石上部并通過蓋板密封圈與試樣槽上 端頭相連且其上部均勻布置橡皮膠管及鋼絞線固定螺栓，所述鋼絞線下端頭與鋼絞線固定 螺栓連接，所述加壓油缸上端與框架固定連接下端頭與所述承壓蓋板對齊；
[0007] 液壓伺服機構，包括液壓泵伺服控制系統(tǒng)、液壓泵、液壓管，所述液壓泵伺服控制 系統(tǒng)與液壓泵相連，所述液壓泵通過液壓管與加壓油缸相連；
[0008] 滲透系數試驗機構，包括供水箱、開關閥、軟管、變水頭測壓管、滲透箱、透水石、穩(wěn) 壓溢流槽、溢流槽、支座、穩(wěn)壓溢流孔、穩(wěn)壓槽篦子，所述供水箱固定于框架上端頭一側，所 述變水頭測壓管上端頭通過軟管與供水箱上開關閥相連，下端頭與滲透箱上端頭相連，所 述滲透箱通過支座固連于穩(wěn)壓溢流槽中部且其下部由上而下置有透水石、穩(wěn)壓槽篦子，其 上部由下而上置有透水石、穩(wěn)壓溢流孔、變水頭測壓管，所述溢流槽通過穩(wěn)壓溢流孔與穩(wěn)壓 溢流槽相連通；
[0009] 采樣機構，包括微機、采樣接收器、數據線、電阻流量計、位移采樣器、油壓枕，所述 位移采樣器上端固定于所述框架上端頭兩側且其下端頭與鋼絞線固定連接，所述電阻流量 計分別置于變水頭測壓管與溢流槽內部，所述油壓枕置于試樣槽內壁周圍，所述采樣接收 器通過數據線分別與油壓枕、電阻流量計、微機相連，并通過無線與位移采樣器相連，所述 微機通過數據線與液壓泵伺服控制系統(tǒng)相連。
[0010] 優(yōu)選地，所述油壓枕置于試樣槽周圍，并通過數據線與采樣接收器相連。
[0011] 優(yōu)選地，所述位移采樣器上端固定于所述框架上端頭兩側且其下端頭與鋼絞線固 定連接，且其通過無線與采樣接收器相連。
[0012] 優(yōu)選地，所述液壓泵伺服控制系統(tǒng)由微機控制通過液壓缸對試樣進行恒壓逐級加 載，當試樣變形量〈〇. Olmm時，壓泵伺服控制系統(tǒng)在微機控制下自動進行下一級加荷。
[0013] 優(yōu)選地，所述變水頭測壓管上端頭通過軟管與供水箱上開關閥相連，下端頭與滲 透箱上端頭相連，且其內部置有電磁流量計。
[0014] 優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓溢流孔分別置于滲透箱上端部及穩(wěn)壓溢流槽下端部，其中滲透 箱上端部處溢流孔外伸至穩(wěn)壓溢流槽外部并內置相應開關。
[0015] 本發(fā)明還提出了一種全尾砂膠凝骨料固結滲流聯合試驗裝置操作方法，應用上述 裝置，其包括如下工作步驟：
[0016] a、試樣制備：根據膠凝骨料的配比及濃度，將一定量的全尾砂，膠凝材料，水及其 他添加劑攪拌均勻后放入試樣槽及滲透箱中；
[0017] b、壓縮固結試驗：將位移采樣器與蓋板固定螺栓連接后，將位移采樣器的擾動位 移清除歸零；采樣接收器與油壓枕，微機相連。通過液壓泵伺服控制系統(tǒng)，使液壓油缸處于 恒壓狀態(tài)，當在一定載荷下，位移采樣器傳出的小時累計變形量小于0. 〇1_，微機液壓泵伺 服控制系統(tǒng)自動加荷至下一級，加荷級別為50kPa，lOOkPa，200kPa，300kPa，400kPa ;
[0018] c、滲透試驗：通過水箱開關閥、穩(wěn)壓溢流孔以及采樣接收器，來實現常水頭或變水 頭測量法之間的轉換。進行常水頭測量滲透系數時，利用采樣接收器采集溢流槽內部電磁 流量計信號，測量滲流量；此時，打開水箱開關閥，向滲流箱供水，同時開啟滲流箱上部穩(wěn)壓 溢流孔進行溢流穩(wěn)壓；進行變水頭測量時，關閉滲流箱上部穩(wěn)壓溢流孔，利用采樣接收器采 集變水頭測壓管內部電磁流量計信號，滲流穩(wěn)定后，即穩(wěn)壓槽開始溢流后，關閉水箱開關 閥并使其與大氣相通，開始測量測壓管水頭隨時間變化，記錄采樣結果，并返回微機；
[0019] d、微機在得到采樣接收器傳輸的位移變化后，繪制位移與加荷時間s-t的曲線 圖；會將s轉化為孔隙比e的變化值，從而繪制e-p曲線，或e-lgp曲線，獲得一系列壓縮性 指標；
[0020] e、實驗完畢，清洗整理并保存實驗裝置。
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