[实用新型]炎热多雨气候影响下监测深部土体胀缩变形的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土工程与工程地质领域的土体的监测试验装置，具体涉及一种室内模拟多雨炎热气候影响下监测深部土体胀缩变形的大尺度的试验装置。其优点是减小了外界环境对实验结果的影响，提高了监测结果的可靠度，操作简单。

背景技术

某些土体（如裂隙黏土、膨胀土、红土等）对气候变化特别敏感，在降雨和蒸发的作用下土体内部水分发生干湿循环的周期性变化，此过程中不均匀胀缩会使土体产生无序的破裂裂缝，生成较大变形，对建筑物基础与边坡稳定性破坏严重。因此，研究多雨炎热气候影响下土体胀缩变形规律就显得格外重要。

由于野外现场试验造价昂贵且受周围环境影响显著，目前对于这一领域的研究多采用室内试验。中国土工试验方法标准（GB/T 50123-1999）提到的土的膨胀与收缩试验是目前使用较多的试验方法，该方法采用的试验装置直径为61.8mm或79.8mm，高度为20mm的环刀，利用这种小尺度试验装置得到结果与实际情况有较大偏差，同时该方法仅能测量环刀内小范围土样的位移，对不均匀胀缩变形无法测量。为此，河海大学的陈亮等发明了一种土体裂隙发育的监测方法（专利号：CN200910026062.9），在该方法中提到的试验装置虽然可以在大尺度空间范围内监测土体胀缩变形，但仅能实现对土体裂隙发育的监测，无法对由裂隙引起的变形进行监测。唐朝生等在文献（唐朝生,施斌,刘春,王宝军。影响黏性土表面干缩裂缝结构形态的因素及定量分析。水利学报，2007，38(10)，1186-1193）将土样配制成泥浆放入16cm×16cm×3cm的长方体玻璃缸中，然后放入烘箱中恒温干燥失水，采用计算机图片处理技术分析了黏土表面干缩裂缝的发育规律，进而探讨了受其影响的干缩变形规律，但利用这种长方体的玻璃缸仅能对土体表面裂缝的研究，无法获得深部土体的变形规律。

综上可见，目前用于土体胀缩变形监测的实验装置的使用并不理想，为此，必须开发一种全新的大尺度测量范围的土体的胀缩变形的实验装置，更重要的是，装置能提供的试验环境应与久旱降雨与多雨炎热气候下基础发生病害实际工况相吻合，且应能测量深部土体的不均匀胀缩变形。利用该装置获得的试验结果可为我国南方地区的地基处理与设计以及边坡稳定性分析提供理论依据与技术支持。

发明内容

本实用新型的目的在于提出了一种模拟多雨炎热气候影响下监测深部土体胀缩变形的实验装置，其优点是减小了外界环境对实验结果的影响，提高了监测结果的可靠度，操作简单。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种模拟多雨炎热气候影响下监测深部土体胀缩变形的实验装置，包括模型槽、接水台、洒水壶、反射型电热器、第一百分表、第一沉降片，其特征在于：

接水台上连接模型槽，模型槽的开有漏水孔，接水台两侧分别放上第一架设台、第二架设台、第一架设台顶部架设洒水壶，第二架设台顶部架设反射型电热器。

第一支架上焊接有第一钢筋条、第二钢筋条、第三钢筋条、第四钢筋条、第五钢筋条、第六钢筋条；第一支架中部设有螺丝旋入口。

第一支架整体放在模型槽顶部，并用夹板固定。

第一钢筋条下部架设第一百分表，第一百分表的量杆放在第一沉降片的上垫片上，第一沉降片由上垫片与下垫片通过连接棒连接组成；连接棒及下垫片埋入土体内。

第二钢筋条与第二百分表及第二沉降片的位置结构关系同第一钢筋条与第一百分表及第一沉降片的位置结构关系。

同样，第三钢筋条与第二百分表及第二沉降片、第四钢筋条与第四百分表及第四沉降片、第五钢筋条与第五百分表及第五沉降片、第六钢筋条与第六百分表及第六沉降片的结构均同上。

第二沉降片、第三沉降片、第四沉降片、第五沉降片、第六沉降片的结构均同第一沉降片。

第二支架和第三支架的整体结构均同第一支架，第一支架、第二支架、第三支架三者通过螺丝旋入螺丝旋入口连接。

所述的模型槽为钢制，底部漏水孔的直径为0.2cm，孔间距为1cm。

所述的接水台为高4cm，直径1.2m的钢制容器。

本实用新型实验装置的原理是：采用洒水器与加热器联合对土样实施加湿过程与烘干蒸发过程，在室内模拟多雨炎热气候。通过在不同位置的土体内部埋设沉降片，由于沉降片的底端与土体接触面积较大，土体在发生胀缩变形的同时，沉降片也会相应产生位移。位移量可通过沉降片上部架设的百分表测量得到，任意时刻百分表的读数减去实验开始时百分表的读数即为此时土体胀缩变形值。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：