一种液化后砂土表观黏度测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107036937A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710379620.4(22)申请日2017.05.25(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人周恩全王琼朱晓冬陆建飞左熹(51)Int.Cl.G01N11/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种液化后砂土表观黏度测量装置及测量方法(57)摘要本发明提供一种液化后砂土表观黏度测量装置及测量方法，包括振动台、固定在振动台上的模型土箱、固定在振动台上的支撑架、刚性圆柱、扭矩传感器、调速电机和孔压传感器；所述调速电机固定安装在支撑架上，所述调速电机的输出轴与扭矩传感器的上端转轴通过联轴器Ⅱ连接；调速电机与扭矩传感器之间通过固定板固定连接；所述扭矩传感器下端转轴与圆杆的上端通过联轴器Ⅰ连接，所述圆杆的下端与安装在模型土箱内部的刚性圆柱连接；所述孔压传感器安装在模型土箱中与刚性圆柱同等高度的位置。本发明结构简单，操作简便、易于实现，能准确测量液化后砂土表观黏度。CN107036937ACN107036937A权利要求书1/2页1.一种液化后砂土表观黏度测量装置，其特征在于，包括振动台(11)、固定在振动台(11)上的模型土箱(9)、固定在振动台(11)上的支撑架(12)、刚性圆柱(1)、扭矩传感器(2)、调速电机(3)和孔压传感器(8)；所述调速电机(3)固定安装在支撑架(12)上，所述调速电机(3)的输出轴(10)与扭矩传感器(2)的上端转轴(14)通过联轴器Ⅱ(7)连接；调速电机(3)与扭矩传感器(2)之间通过固定板(5)固定连接；所述扭矩传感器(2)下端转轴(13)与圆杆(4)的上端通过联轴器I(6)连接，所述圆杆(4)的下端与安装在模型土箱(9)内部的刚性圆柱(1)连接；所述孔压传感器(8)安装在模型土箱(9)中与刚性圆柱(1)同等高度的位置。2.根据权利要求1所述的表观黏度测量装置，其特征在于，所述刚性圆柱(1)可以更换为的高度相同、直径不同的刚性圆柱。3.根据权利要求1或2所述的表观黏度测量装置，其特征在于，所述圆杆(4)与刚性圆柱(1)的顶面垂直。4.根据权利要求1所述的表观黏度测量装置，其特征在于，所述扭矩传感器(2)量程为0～10N·M，精度为0.1％。5.根据权利要求1所述的表观黏度测量装置，其特征在于，所述支撑架(12)固定在振动台(11)上，可随振动台(11)同步振动；所述振动台(11)振动方向为水平振动。6.根据权利要求1所述的表观黏度测量装置，其特征在于，所述调速电机(3)最大转速为100r/min。7.一种应用权利要求1所述的装置进行液化后砂土表观黏度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将模型土箱(9)固定在振动台(11)上，将支撑架(12)固定在振动台(11)上，将调速电机(3)和扭矩传感器(2)固定在支撑架(12)上，通过联轴器Ⅱ(7)连接调速电机(3)的输出轴(10)和扭矩传感器(2)的上端转轴(14)，通过联轴器I(6)将圆杆(4)的上端连接扭矩传感器(2)的下端转轴(13)，所述圆杆(4)的下端伸入模型土箱(9)内与刚性圆柱(1)顶面中心连接；S2、在模型土箱(9)内注入水；S3、开启调速电机(3)，调速电机(3)转动驱动圆杆(4)转动，使得刚性圆柱(1)在水中匀速旋转，记录扭矩传感器2的读数，并测量刚性圆柱(1)匀速旋转过程中的转速和受到的摩擦阻力，停止调速电机(3)，根据下式，计算阻力系数c：式1)中，M为刚性圆柱(1)受到的阻力，ηw为水的黏度，ρ为水的密度，ω为刚性圆柱(1)转动的角速度，R为刚性圆柱(1)的半径，H为刚性圆柱(1)的高度；S4、排干模型土箱(9)内的水，将孔压传感器(8)放置在刚性圆柱(1)同等高度处；S5、在模型土箱(9)内铺设砂土，砂土铺设后使之达到饱和，再使砂土固结；S6、开启调速电机(3)，调速电机(3)转动驱动圆杆(4)转动，使得刚性圆柱(1)在砂土中匀速旋转，记录扭矩传感器(2)的读数，并测量刚性圆柱(1)匀速旋转过程中的转速和受到的摩擦阻力；2CN107036937A权利要求书2/2页S7、启动振动台(11)，使振动台(11)水平振动，并记录孔压传感器(8)读数，当孔压传感器(8)的读数达到饱和砂土的竖向总应力时，饱和砂土达到液化状态；S8、根据下式，计算液化后砂土的表观黏度：式2)中，Mf为刚性圆柱(1)受到的阻力，c为阻力系数，ρ为液化后砂土的密度，ω为刚性圆柱转动的角速度，R为刚性圆柱的半径，H为刚性圆柱的高度。3CN107036937A说明书1/5页一种液化后砂土表观黏度测量装置及测量方法技术领域[0001]本