1.一种大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:包括顶板(1)、压头(2)、四根支撑杆(3)、大尺寸高压固结仪(4)、底座(5)、大位移滑轮组(6)、小位移滑轮组(7)、底板(8),所述支撑杆(3)连接顶板(1)、底板(8);
所述压头(2)设置在支撑杆(3)上,所述压头(2)下部设置有调节压头(2)高度的调节螺栓(9),所述压头(2)上设置有防止压头(2)发生侧向偏斜的与支撑杆(3)相对应的四个直线轴承(11),所述底板(8)上设置有与压头(2)相对应的底座(5),所述底座(5)上对应设置有大尺寸高压固结仪(4),所述大尺寸高压固结仪(4)包括高压固结仪上盖(4‑1)、高压固结仪侧壁(4‑2)、高压固结仪下盖(4‑3),其中高压固结仪上盖(4‑1)、高压固结仪下盖(4‑3)上布置若干组土压力传感器(13‑1)和弯曲元件(13‑3),高压固结仪侧壁(4‑2)中部布置若干组土压力传感器(13‑1)、孔隙水压力传感器(13‑2)和弯曲元件(13‑3);大尺寸高压固结仪(4)内侧壁设置有复合减阻装置;
所述顶板(1)与压头(2)之间设置有多组大位移滑轮组(6)、小位移滑轮组(7),其中大位移滑轮组(6)、小位移滑轮组(7)间隔设置,所述高压固结仪(4)通过悬吊装置(12)与顶板(1)连接,所述大位移滑轮组(6)、小位移滑轮组(7)通过钢丝绳连接有配重盘(10);
高压固结仪(4)通过悬吊装置(12)与顶板(1)连接,悬吊装置(12)包括定滑轮(12‑1)、悬吊钢丝绳(12‑2)、第三加载盘(12‑3),其中定滑轮(12‑1)设置在顶板(1)上,定滑轮(12‑
1)通过悬吊钢丝绳(12‑2)与大尺寸高压固结仪(4)的大尺寸高压固结室(12‑3)连接,悬吊钢丝绳(12‑2)连接有与大尺寸高压固结仪(4)相对应的第三加载盘(12‑3),根据土样和大尺寸高压固结仪(4)的总体重量,在第三加载盘(12‑4)上进行砝码配重,使固结仪侧壁(4‑
2)处于悬浮状态。
2.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:使用时对多组大位移滑轮组(6)进行对称加载,利用土压力传感器(13‑1)、孔隙水压力传感器(13‑2)对土压力和孔隙水压进行实时测量,当需要获得土样剪切模量时,利用弯曲元件(13‑3)进行相应测量,当土样位到达一定位移量后,使用钢丝将四个动滑轮装置(7‑1)与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连,同时对(8)组小位移滑轮组(7)进行对称加载,同样利用土压力传感器(13‑1)、孔隙水压力传感器(13‑2)对土压和孔隙水压实时测量,当需要获得土样剪切模量时,利用弯曲元件(13‑3)进行相应测量,其中大尺寸高压固结仪直径达30cm,以一定量的配重可以满足最大竖向压力达20MPa的高压需求以及逐级加载的需求,其优势在于能够提供长期稳定的高压压力源,具有适用于黏土固结位移量值较大的特点。
3.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:所述复合减阻装置包括用于加持土样的环形夹(14‑1),土样外侧和高压固结仪侧壁(4‑2)内均设有乳胶膜(14‑2),两侧乳胶膜(14‑2)之间设有润滑剂(14‑3)。
4.根据权利要求1所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:所述大位移滑轮组(6)、小位移滑轮组(7)各8套,沿环向均匀交叉布置在底座(5)上,通过钢丝绳与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连接。
5.根据权利要求4所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:所述大位移滑轮组(6)包括三个动滑轮装置(6‑1),所述三个动滑轮装置(6‑1)通过第一连接钢丝绳(6‑2)与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连接;所述小位移滑轮组(7)包括四个动滑轮装置(7‑1),所述四个动滑轮装置(7‑1)通过第二连接钢丝绳(7‑2)与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连接;大位移滑轮组(6)中三个动滑轮装置(6‑1)使用钢丝与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连,能够适应加载后压力较小、固结位移增量较大的特点;小位移滑轮组(7)中四个动滑轮装置(7‑1)使用钢丝与顶板(1)、底板(8)及压头(2)相连,能够适应加载后压力较大、固结位移增量较小的特点。
6.根据权利要求5所述的大尺寸黏土高压固结的试验装置,其特征在于:配重盘(10)包括第一加载盘(6‑3)、第二加载盘(7‑3),所述第一加载盘(6‑3)通过第一连接钢丝绳(6‑2)与大位移滑轮组(6)连接,所述大位移滑轮组(6)可以实现将第一加载盘(6‑3)上重量放大(15)倍传递到压头上,所述第一加载盘(6‑3)位移量与压头(2)位移比为16:1;第二加载盘(7‑3)通过第二连接钢丝绳(7‑2)与小位移滑轮组(7)连接,所述小位移滑轮组(7)可以实现将第二加载盘(7‑3)上重量放大(31)倍传递到压头上,所述第二加载盘(7‑3)位移量与压头(2)位移比为31:1。