[发明专利]一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置及其评价方法

说明书

技术领域

本发明属于土体工程技术领域，特别是涉及一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置及其评价方法。

 

背景技术

团聚体的水稳定性是粘性土的重要性能指标之一。在土体工程领域中，粘性土团聚体水稳定性往往直接影响到整个土体工程的稳定性，特别是边坡、路堤、堤防等坡面工程，当今国内外将如何采用加固材料改良粘性土来解决问题已成为研究的热点。在加固土体工程中，粘性土团聚体遇水破坏机制主要有崩解、差异膨胀、物理-化学分散等，因此对改良前后的粘性土团聚体的水稳定性能的测试和评价是必不可少的工作。

现有的团聚体稳定性测定通常采用湿筛法。湿筛法在操作过程中的筛子在水中的位置和筛子的运动方向很难保持一致，同时不同使用者采用该方法所选择的湿筛振荡频率、振荡幅度和时间也有较大的差异，这样在进行团聚体的水稳定性评价时，给所要评价对象选择合适的振荡频率、幅度和时间带来了许多困难。因此，在采用湿筛法进行大量的不同改良程度的粘性土团聚体进行水稳定性评价时，不仅所需的工作量大，而且还存在部分结果无法体现团聚体水稳定性的微小差异，导致评价结果出现失真。如中国专利申请201210036689.4公开了一种“测定土壤水稳性团聚体的装置及方法”，它虽具有可对四个样品进行同时测定以及可同时获得同一样品不同粒级的水稳性团聚体的优点，但还存在以下明显不足：一是该方法在测试过程中对剩余试样重量进行再次烘干称重，既给测试结果造成较大误差，又大大增加了工作量；二是没有考虑温度对团聚体水稳定性的影响，导致温度差异所造成测试结果对比失真；三是采用振动测试方式，无法实现对团聚体水稳定性的微小差异评价。

如何克服现有技术的不足已成为当今土体工程技术领域亟待解决的重点难题之一。

 

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置及其评价方法，本发明不仅测试粘性土团聚体静态水稳定性的精度高，而且组装方便、操作简单和成本低，能够快速、有效地评价粘性土团聚体水稳定性能。

根据本发明提出的一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置，其特征在于包括由玻璃浴缸、温度传感器、电阻式加热器、温度控制器、隔板、容置区、进水开关、进水管、进水储水容器、出水开关、出水管、微型耐高温水泵和出水储水容器组成的恒温水浴装置、由支撑架、支撑架底座和升降器组成的容器升降控制系统、由挂式电子称和可张缩挂钩组成的重量监测设备以及由挂环和不锈钢圆筛组成的测试容器；其中：所述的玻璃浴缸位于支撑架横杆的正下方，并保持玻璃浴缸底部与支撑架的底座水平设置；所述的电阻式加热器位于玻璃浴缸底部；所述的温度传感器位于玻璃浴缸内侧；所述的温度控制器设于玻璃浴缸外部，与设于玻璃浴缸内部的温度传感器和电阻式加热器连接；所述的隔板位于电阻式加热器上部，并与玻璃浴缸内侧紧密黏贴；所述的进水开关和出水开关的底部与隔板顶部水平，并分别位于玻璃浴缸两侧；所述的进水储水容器与进水开关同侧，其上缘与玻璃浴缸的上缘水平设置；所述的出水储水容器与出水开关同侧；所述的微型耐高温水泵设于出水管与出水储水容器之间；所述的支撑架两侧杆的底部设有底座；所述的升降器设置于支撑架横杆中间位置；所述的重量监测设备与升降器底部连接，所述的测试容器设有与重量监测设备连接的挂环并位于测试容器的容置区内，挂环对称分布于不锈钢圆筛上缘。

根据本发明提出的基于以上所述的粘性土团聚体静态水稳定性的评价方法，其特征在于包括以下步骤：

    1）组装测试装置：先将升降器安装在支撑架的横杆中，将电子称挂置升降器下端，将玻璃浴缸设置于支撑架内，然后用进水管和出水管分别将进水储水容器和出水储水容器与恒温水浴装置的进水开关和出水开关连接；

2）设定测试温度：开启进水开关将储水容器中的水引入玻璃浴缸内，直至达到设定水位20cm后关闭进水开关；开启温度控制器，通过电阻式加热器和温度传感器使水浴达到设定温度，并保持恒温直至测试结束； 

3）安放测试土样：将圆筛上的挂环挂上可张缩挂钩后，将可张缩挂钩顶端设置挂式电子称下端，记录不锈钢圆筛与可张缩挂钩的总重量，记为Gs；然后将待测土样均匀地铺置在不锈钢圆筛中；