[发明专利]粗颗粒土双进气值土水特征曲线的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试装置，尤其是涉及一种粗颗粒路基填料双进气值土水特征曲线的测试装置。

背景技术

高铁路基作为主要结构物要求设计使用年限100年。路基基床表层是级配碎石，基床底层是粗颗粒土，往往含有一定比例的细颗粒（粒径小于0.075mm），各种规格填料细颗粒含量不超过30%。路基压实过程中形成团粒结构，孔隙大小分布呈双峰型（团粒间孔隙结构和团粒内孔隙结构），大小孔隙群均对应不同的进气值。双进气值土水特征曲线决定了粗颗粒路基填料非饱和渗透系数，进而影响到路基水分运移。因此，粗颗粒路基填料双进气值土水特征曲线的研究是路基水分灾害产生及控制的关键科学问题。

目前，粗颗粒土体土水特征曲线可通过两种方法获得，基于孔隙分布的理论推导和室内试验测定。理论推导方面：通过压汞试验（MIP）测定土体内部孔隙分布，结合理论公式，推导粗颗粒土的土水特征曲线。由于影响非饱和土体土水特征曲线的因素很多，可能会因某一个或多个因素的影响使得土水特征曲线发生较大变化，以致推算出的结果误差较大，且上述推导多集中于单孔隙群分布。室内试验测定方面：主要通过三轴压力板仪和大直径渗透筒，但三轴压力板仪所测试样粒径较小，制样难度较大，且在没有外加气压源作用下的大直径渗透筒，所测基质吸力范围较窄，试验精度不够。因此，如何通过试验手段测定粗颗粒路基填料不同孔隙群下双进气值土水特征曲线成为路基内部水分研究过程中所关注的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粗颗粒路基填料双进气值土水特征曲线的测试装置，通过饱和装置均匀饱和试样后，外部气压源连接配压阀输入高精度的低压力，粗颗粒大孔隙结构通过底部陶土板开始排水，并储存在水收集系统的滴管中。当镇流管液面静止时，试样达到平衡状态，所施加气压力值等于土体内部的基质吸力，通过滴管液面变化可求得试样内部所含水分，逐级增大气压力值，从而得出粗颗粒填料双进气值土水特征曲线。

本发明采用的技术方案如下：

本发明在圆筒形的装样容器的底盖上装有多孔陶土板或金属板，在装有多孔陶土板时，在陶土板上面铺设多孔板密封“O”圈，装样容器的顶盖底面铺设尼龙网，装样容器的底盖和顶盖用螺栓连接成一体；水头稳定装置分别与储水容器和水箱连接，水头稳定装置下部的进水管经第一阀门和排水管从装样容器的底盖接入；滴管的出口经第二阀门与Y形管的第一端连接，Y形管的第二端经第三阀门与所述排水管连接，Y形管的第三端与镇流管的一端连接，镇流管的另一端接液位标记；装样容器的底盖上开有排气口，气压源经配压阀和进气管从装样容器的顶盖接入，装样容器的顶盖还开有排水口。

所述底盖上面开有梅花形凹槽，梅花形凹槽中心与排水管连接。

所述水箱位于水头稳定装置的上方；储水容器顶部位置要低于水头稳定装置稳定的液面。

所述多孔陶土板为进气值为15Bar的多孔陶土板。

所述所述尼龙网规格为8000目。

本发明具有的有益效果是：

试样饱和后，通过压力控制系统中的配压阀精确输入低压力值，试样内部水分通过多孔陶土板排入水收集系统的镇流管，并储存在滴管中，当镇流管水流静止时，达到平衡状态，外部施加气压力值即为试样内部的基质吸力值，滴管液面的变化可求得试样内部含水量，逐级增大压力值，重复上述操作，直到团粒间孔隙开始排水，从而得到粗颗粒路基填料双进气值土水特征曲线，为粗颗粒填料水力学特性的研究提供一种测量手段。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是图1的A-A截面图。

图中：1、装样容器，2、多孔陶土板，3、试样，4、带有槽孔的底板，5、多孔板密封“O”圈，6、排水口，7、尼龙网，8、水头稳定装置，9、储水容器，10、水箱，11、进水管，12、气压源，13、配压阀，14、进气管，15、排水管，16、排气口，17、Y形管，18、液位标记，19、镇流管，20、滴管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。