一种用于室内真空预压模型试验的模型桶装置的制作方法

本实用新型涉及软地基处理中的真空预压技术领域，尤其涉及一种用于室内真空预压模型试验的模型桶装置。

背景技术：

随着国家经济发展，在一些沿海经济发达地区，土地用量持续上升，土地供需矛盾突出，将人工吹填海涂淤泥作为陆域是缓解土地资源紧张的有效办法。但吹填土形成的地基具有含水率高，压缩性大，具有一定的流动性和弹性，几乎没有承载能力等工程不利特性，需采取加固措施后才能满足后续工程建设需要。真空预压法作为处理软土地基的有效方法，通过在软粘土中打设竖向排水板，上铺砂层，覆盖土工膜进行封闭，利用抽真空系统排出土体内的水分，使得土体进行固结。

在室内进行真空预压模型试验时，排水板通过手型接头和钢丝软管连接外界抽真空系统，在抽真空的过程中，真空泵产生的负压将土体中的水排出，土体固结，排出的水由水汽分离瓶收集。在对试样土进行抽真空时，模型桶气密性的好坏会直接影响到后续试验的进行以及采集数据的准确度。在传统的室内真空预压模型试验所用的模型桶一般为塑料模型桶或者是铁桶，不利于试验观测，且传感器、真空测头、真空管采用顶部破膜的方式通入到模型桶内，这种顶部破膜的方式具体实施起来复杂，且操作不当会导致模型桶出现漏气现象，对试验结果造成极大误差。

技术实现要素：

为克服上述问题，本实用新型提供一种适用于室内真空预压模型试验的模型桶装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种用于室内真空预压模型试验的模型桶装置，包括圆环形的桶盖10、圆板形的底板11和透明材质制成的圆筒形的模型桶体1，模型桶体1的上端口设有向外的第一翻边3a，第一翻边3a与桶盖10通过第一紧固螺栓13a固定连接；模型桶体1的下端口设有向外的第二翻边3b，第二翻边3b与底板11通过第二紧固螺栓13b固定连接；模型桶体1与底板11合围成一个用于容纳土体的空腔，土体上方覆盖有土工布；第一翻边3a与桶盖10之间设有第一密封垫圈5a，第二翻边3b与底板11之间设有第二密封垫圈5b；第一翻边3a与模型桶体1之间设有第一固定三角支撑2a、第二翻边3b与模型桶体1之间均设有第二固定三角支撑2b；

模型桶体1的上端口覆盖有真空膜，真空膜的外边缘压紧在第一翻边3a与桶盖10之间；模型桶体1的上部壁面贯穿设有真空表孔7、孔隙水压力传感器孔8和真空泵连接管孔6；

真空泵连接管孔6的外端设有第一加强圈9a，真空泵连接管孔6内设有进出口水管14，进出口水管14的内侧一端与钢丝软管16连接，进出口水管14的外侧一端与抽真空系统连接；底板11的上表面设有排水板支架20，排水板19竖直固定在排水板支架20上，并埋设在土体中；排水板19的顶端设有手型接头18，手型接头18与钢丝软管16连接；排水板19通过手型接头18和钢丝软管16与抽真空系统连接；

真空表孔7的外端设有第二加强圈9b，真空表孔7内紧密设置有第一橡胶塞15a，第一橡胶塞15a贯穿设有第一细孔，第一细孔从外部插入真空测头，真空测头埋设在土体中；

孔隙水压力传感器孔8的外端设有第三加强圈9c，孔隙水压力传感器孔8内紧密设置有第二橡胶塞15b，第二橡胶塞15b贯穿设有第二细孔，第二细孔从外部插入孔隙水压力传感器，孔隙水压力传感器埋设在土体中；

模型桶体1的外壁上设有用于记录土体位移变化的刻度尺12；桶盖10的上表面设有位移传感器固定支架21，位移传感器固定支架上设有用于固定测量土体位移变化的lvdt位移传感器。

进一步，所述孔隙水压力传感器孔8的数量为5个，真空表孔7的数量为2个；孔隙水压力传感器孔8和真空表孔7阵列式排布在模型桶体1的上部壁面。

进一步，所述手型接头18与钢丝软管16的连接处设有第一卡箍17，并通过第一卡箍17箍紧。

本实用新型的有益效果是：

1.模型桶采用的是有机玻璃，一体注塑成型，便于试验观测。

2.本模型桶采用侧面开孔抽真空的形式，可以很好地解决传统室内真空预压试验过程中由管线顶部出膜造成的漏气问题，气密性更好，提高了试验的准确性。

3.试验装置结构简单，操作相对简单，并且模型桶可以进行重复使用，有效提高真空预压的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的左视图。

图3是本实用新型的内部结构示意图。

图4是本实用新型的俯视图。

图5是本实用新型桶盖的结构示意图。

图6是本实用新型底板的结构示意图。

图7是本实用新型孔隙水压力传感器孔的结构示意图。

图8是本实用新型真空泵连接管孔的结构示意图。

附图标记说明：1、模型桶体；2a、第一固定三角支撑；2b、第二固定三角支撑；3a、第一翻边；3b、第二翻边；4a、第一螺栓孔；4b、第二螺栓孔；5a、第一密封垫圈；5b、第二密封垫圈；6、真空泵连接管孔；7、真空表孔；8、孔隙水压力传感器孔；9a、第一加强圈；9b、第二加强圈；9c、第三加强圈；10、桶盖；11、底板；12、刻度尺；13a、第一紧固螺栓；13b、第二紧固螺栓14、进出口水管；15a、第一橡胶塞；15b、第二橡胶塞；16、钢丝软管；17、第一卡箍；18、手型接头；19、排水板；20、排水板支架；21、位移传感器固定支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：

参照附图，一种用于室内真空预压模型试验的模型桶装置，包括圆环形的桶盖10、采用厚钢板制成的圆板形的底板11和有机玻璃制成的圆筒形的模型桶体1，模型桶体1的厚度为15mm，桶盖10的宽度为65mm，模型桶体1的上端口设有向外的第一翻边3a，第一翻边3a与桶盖10相对应的位置设有24个直径为10mm的第一螺栓孔4a；第一螺栓孔4a沿第一翻边3a的周向等间距分布，第一翻边3a与桶盖10通过第一紧固螺栓13a固定连接；

模型桶体1的下端口设有向外的第二翻边3b，第二翻边3b与底板11相对应的位置设有24个直径为10mm的第二螺栓孔4b，第二螺栓孔4b沿第二翻边3b的周向等间距分布，第二翻边3b与底板11通过第二紧固螺栓13b固定连接；第一翻边3a与第二翻边3b的宽度均为50mm，第一翻边3a的厚度为20mm，第二翻边3b的厚度为30mm；

模型桶体1与底板11合围成一个用于容纳土体的空腔，土体上方覆盖有土工布；第一翻边3a与桶盖10之间设有第一密封垫圈5a，第二翻边3b与底板11之间设有第二密封垫圈5b；第一翻边3a与模型桶体1之间设有第一固定三角支撑2a、第二翻边3b与模型桶体1之间设有第二固定三角支撑2b；

模型桶体1的上端口覆盖有真空膜，真空膜的外边缘压紧在第一翻边3与桶盖10之间；模型桶体1的上部壁面贯穿设有真空表孔7、孔隙水压力传感器孔8和真空泵连接管孔6；所述孔隙水压力传感器孔8的数量为5个，真空表孔7的数量为2个；孔隙水压力传感器孔8和真空表孔7阵列式排布在模型桶体1的上部壁面；

真空泵连接管孔6的外端设有第一加强圈9a，真空泵连接管孔6内设有进出口水管14，进出口水管14的内侧一端与钢丝软管16连接，进出口水管14的外侧一端与抽真空系统连接；底板11的上表面设有排水板支架20，排水板19竖直固定在排水板支架20上，并埋设在土体中；排水板19的顶端设有手型接头18，手型接头18与钢丝软管16连接；手型接头18与钢丝软管16的连接处设有第一卡箍17，并通过第一卡箍17箍紧；排水板19通过钢丝软管16与抽真空系统连接；

真空表孔7的外端设有第二加强圈9b，真空表孔7内紧密设置有第一橡胶塞15a，第一橡胶塞15a贯穿设有第一细孔，第一细孔从外部插入真空测头，真空测头埋设在土体中；

孔隙水压力传感器孔8的外端设有第三加强圈9c，孔隙水压力传感器孔8内紧密设置有第二橡胶塞15b，第二橡胶塞15b贯穿设有第二细孔，第二细孔从外部插入孔隙水压力传感器，孔隙水压力传感器埋设在土体中；

模型桶体1的外壁上设有用于记录土体位移变化的刻度尺12；桶盖10的上表面设有位移传感器固定支架21，位移传感器固定支架21包括一个水平设置的板状固定板和竖直设置在板状固定板中部的两个圆管状的支撑圆筒，位移传感器固定支架21的两端在与桶盖10上第一螺栓孔4a相对应的位置处设有螺孔，并通过第一螺栓13a固定，位移传感器固定支架上设有用于固定测量土体位移变化的lvdt位移传感器。

本实施例的工作步骤为：

步骤一，检查试验装置，模型桶装置及各部件是否正常，测试各传感器是否正常工作，真空膜有无破损等；

步骤二，排水板19的顶端连接接手型接头18，排水板支架20设置在底板上，用ab胶分别粘接排水板19与手型接头18的接口处和排水板19的底部，将排水板19竖直绑定到排水板支架20中，分别在第一橡胶塞15a和第二橡胶塞15b上进行开孔，将真空测头及其连接线、孔隙水压力传感器及其数据线通过其对应的橡胶塞进入模型桶体内，将真空测头和孔隙水压力传感器各自固定在排水板支架20上，用橡胶塞将侧壁开孔塞紧，打设玻璃胶密封；

步骤三，真空泵连接管孔6内设有进出口水管14，进出口水管14内端通过钢丝软管16连接手型接头18，进出口水管14外端通过钢丝软管16连接抽真空系统，各管路的接口处均用卡箍箍紧固定；往模型桶体1内加入试验土样即土体，在土体顶部附上土工布，将足够大面积的真空膜铺设在土工布上方，将第一密封垫圈5a置于真空膜的外边缘上，桶盖10放置在第一密封垫圈5a上，位移传感器支架21布置在桶盖10上，对齐第一螺栓孔4a，先用第一螺栓13a将位移传感器支架21固定，再固定剩余的第一螺栓13a；

步骤四，布置好其他试验仪器；打开抽真空系统，在电脑上开启数据采集软件，真空系统产生的负压将土体内水通过排水板19排出，通过数据采集得到真空预压试验时土体内孔隙水压力、土体沉降量，并记录下土体真空度变化。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。