本實用新型屬于地基處理技術領域，特別是涉及一種自動真空預壓排水固結模型試驗系統。

背景技術：

隨著港口建設，大面積吹填造地正在快速發展。為了使新吹填的土地滿足承載力、沉降的要求，則必須進行地基處理。真空預壓地基處理技術對于處理吹填土地基有良好的效果，且經濟上較合理，因而促進了真空預壓地基處理技術在吹填土地基處理中的廣泛應用。但真空預壓地基處理技術并不是萬能的，如何確定真空預壓對于處理場地吹填土的適用性及處理效果，可以采取兩種試驗方式，一種是現場真空預壓試驗，需要的成本較高、而時間也較長，成果可靠；另一種是進行室內真空預壓模型試驗，需要的成本相對較低，時間也相對較短，成果也較可靠。

目前，真空預壓模型試驗裝置有較多類型，大多都存在這樣或那樣的問題，如有的不能自由控制真空負壓的大小、有的不能量測土中抽出的水量、有的不能監測土的物理性質的變化、大多都必須得用密封膜才能將土樣密封、出膜裝置復雜、設備比較笨重等等的問題。這些問題的存在，導致目前的真空預壓試驗裝置設備笨重、安裝不夠簡單、試驗成果不夠精細與全面、節能性差，因而限制了這些裝置的推廣應用。此外，由于試驗裝置的差異，也導致真空預壓模型試驗成果缺乏統一的可靠性等技術問題。

技術實現要素：

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種自動真空預壓排水固結模型試驗系統。

本實用新型的目的提供一種具有結構簡單、使用方便、便于運輸、性能可靠、節能環保等特點的自動真空預壓排水固結模型試驗系統。而且能較全面的監測吹填土在真空預壓試驗過程中的物理力學性質時程變化特征，既可快速驗證吹填土真空預壓試驗的可行性，還可為地基處理設計施工提供地基土強度增長時程關系、固結度、最終沉降量計算科學依據。

本實用新型主要是由四個部分組成的吹填土真空預壓系統，其中全自動無油真空泵可在設定的真空負壓區間保持穩定的負壓，當壓力高于該負壓區間，則自動停泵，而壓力低于該區間，則泵自動啟動；氣水分離器則能高效的將抽出的水和氣進行分離，從而精確的得到抽出的水量，對于計算吹填土的壓縮率等參數有重要意義；密封系統相對于以前的真空預壓裝置有較大的改進，沒有采用土工膜密封，而是采用了軟塑膠胎體，將塑膠胎體與密封蓋進行固定連接，而塑膠胎體與桶體則采用內徑稍小于桶體內徑的帶密封墊的卡環進行密封；監測系統包括監測密封蓋下沉的百分表，監測土體內部沉降的分層沉降管、桶體壁上的可方便打開取土用的法蘭等；密封蓋上有方便內外抽真空管連接的快速插頭，有分層沉降監測管伸出的圓孔，而該圓孔處的密封則采用波紋管底端與圓孔連接，上端與沉降管連接的方式，既保證了密封效果，又不影響密封蓋的上下自由移動。

本實用新型自動真空預壓排水固結模型試驗系統所采取的技術方案是：

一種自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：自動真空預壓排水固結模型試驗系統由真空機構、氣水分離器、真空密封機構、監測機構組成，真空機構經氣水分離器連通真空密封機構，真空密封機構由密封桶體和密封蓋構成，真空密封機構設置土層沉降監測機構。

本實用新型自動真空預壓排水固結模型試驗系統還可以采用如下技術方案：

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：真空機構采用全自動控制無油真空泵，真空泵設定試驗負壓區間為0-101kpa；氣水分離器將抽出的水氣混合物進行水和氣分離，水則保留在分離器底部。

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：真空密封機構采用軟塑膠胎體分別與密封桶體和密封蓋連接，其中軟塑膠胎體與密封蓋采取螺栓密封連接，軟塑膠胎體與密封桶體采取卡環式方便可拆卸連接密封。

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：真空密封機構的密封蓋設置沉降管，密封蓋的沉降管口處采用能伸縮的波紋管進行密封，能伸縮的波紋管上部與沉降管連接，下部與密封蓋密封連接，既保證桶體與密封蓋的密封連接，又保證密封蓋能自由上下移動。

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：土層沉降監測機構包括監測土層表面的沉降的位移傳感器、監測土中分層沉降的分層沉降儀，桶壁上帶壓采取樣品的真空出口裝置。

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：監測土層表面的沉降的位移傳感器為百分表。

所述的自動真空預壓排水固結模型試驗系統，其特點是：密封蓋設有抽真空管接出的快速插頭，真空管通過排水板頭連接密封機構內的排水板。

本實用新型具有的優點和積極效果是：

自動真空預壓排水固結模型試驗系統由于采用了本實用新型全新的技術方案，與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

監測數據全面：不僅能監測土層表面的沉降、土體的分層沉降，而且還能通過桶壁的法蘭，取樣監測土體在抽真空過程中的含水率、密度等的變化，此外通過氣水分離器還能監測土體實際出水量。

密封方便：采用軟塑膠胎體和波紋管的密封設計，不僅能保證密封效果，而且能保證密封蓋自由上下移動，壓在土層表面上。此外采取軟塑膠胎體與密封蓋固定密封連接，而桶體與軟塑膠胎體采用卡環的連接方式，使拆卸非常方便，快捷。

節能：本實用新型采用的全自動無油真空泵，可在設定的區間內工作，當真空負壓低于該區間的下限時，泵啟動工作，而達到該區間的上限時，泵自動停止工作。從實際的使用效果可知，泵每天的實際工作時間不足一小時，能最大限度的節約電能。

設備輕巧，移動方便：真空泵、氣水分離器和抽真空密封裝置總共質量不足100kg，移動、搬運非常輕便，占用空間較小。

附圖說明

圖1是自動真空預壓排水固結模型試驗系統的真空密封系統結構示意圖；

圖2是圖1的局部放大結構示意圖；

圖3是自動真空預壓排水固結模型試驗系統連接結構示意圖。

圖中，1－密封蓋，2－法蘭，3－可拆卸卡環，4－管口。5－密封圈，6－波紋管，7－密封圈，8－沉降管，9－磁環，10－底端密封，11－密封蓋，12－真空管，13－排水板頭，14－排水固結模型試驗系統板，15－固定密封圈，16－軟塑膠胎體，17－氣水分離器，18－真空負壓腔，19－真空表，20－控制盤，21－控制按鈕，22－電機。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

參閱附圖1、圖2和圖3。

實施例1

一種自動真空預壓排水固結模型試驗系統，由真空機構、氣水分離器17、真空密封機構、監測機構組成。真空機構采用全自動控制無油真空泵，真空泵設定試驗負壓區間為0-101kpa；氣水分離器17將抽出的水氣混合物進行水和氣分離，水則保留在分離器底部。真空機構經氣水分離器17連通真空密封機構，真空密封機構由密封桶體和密封蓋11構成，真空密封機構設置土層沉降監測機構。

真空密封機構采用軟塑膠胎體16分別與密封桶體和密封蓋11連接，其中軟塑膠胎體16與密封蓋采取螺栓密封連接，軟塑膠胎體16與密封桶體采取卡環式方便可拆卸連接密封。真空密封機構的密封蓋設置沉降管8，密封蓋的沉降管口處采用能伸縮的波紋管6進行密封，能伸縮的波紋管6上部與沉降管9連接，下部與密封蓋11密封連接，既保證桶體與密封蓋11的密封連接，又保證密封蓋11能自由上下移動。密封蓋11設有抽真空管接出的快速插頭，真空管12通過排水板頭連接密封機構內的排水板。

土層沉降監測機構包括監測土層表面的沉降的百分表大量程位移傳感器、監測土中分層沉降的分層沉降儀，桶壁上帶壓采取樣品的真空出口裝置，實時監測土的物理性質如含水率、密度等的變化。

本實施例的具體結構和工作過程：

自動真空預壓排水固結模型試驗系統真空系統、氣水分離器、真空密封系統、監測系統組成。真空系統采用全自動無油真空泵，可設定0-101kpa以內任意區間，泵能自動保持負壓在設定的區間內，達到該負壓區間后，泵自動停止工作，低于該負壓區間，泵則自動啟動。真空預壓系統的氣水分離器，將氣水分離器連接在真空泵和抽真空密封系統中間，將從土中抽出的水和氣進行分離，并經氣體排出，而水則保留在分離器底部，以供后續計算用。真空預壓系統的抽真空密封系統，采用軟塑膠胎體將密封蓋和密封桶進行密封，其中密封蓋與軟塑膠胎體為固定密封連接，密封桶與軟塑膠胎體采取卡環式方便可拆卸密封連接，不但保證密封效果，而且保證密封蓋能隨著泥面的下沉而自由下移。真空預壓系統的監測系統，采用百分表監測土層表面(密封蓋)的沉降，采用分層沉降儀監測土中的分層沉降，通過桶壁上的法蘭取樣監測土中含水率等物理性質的變化。真空預壓系統的密封蓋上具有使抽真空管接出的快速插頭，使分層沉降管伸出的管口，并將該管口與底端密封的分層沉降管采用波紋管連接。

本實施例具有所述的結構簡單、使用方便、便于運輸、性能可靠、節能環保等積極效果，而且能較全面的監測吹填土在真空預壓試驗過程中的物理力學性質時程變化特征，改進了以往吹填土真空預壓試驗設備笨重、耗能、無法監控試驗過程中土樣物理力學性質的變化特征等缺陷，既可快速驗證吹填土真空預壓試驗的可行性，還可為地基處理設計施工提供地基土強度增長時程關系、固結度、最終沉降量計算科學依據。