[发明专利]一种新型土壤径向膨胀率测试仪及其使用方法

权利要求书

1.一种新型土壤径向膨胀率测试仪，其特征在于：包括盛水容器，盛水容器内置有框架装置；所述框架装置的底座上由下往上依次放置底层透水石、环状滤纸、带有土体环状试样的大尺寸环刀，环状滤纸、和环状透水石，所述环状透水石的环内为等厚的圆形玻璃；所述大尺寸环刀外套有套环；所述框架装置的上盖盖在环状透水石上，上盖与底座之间由竖向固定装置连接，固定装置给予上盖一定压力使框架装置内部的各部件接触紧密，以限制试样的竖向变形；所述环状试样的内部放有小型位移计，所述位移计置于环状试样的竖直中心轴线处，其两端测头沿环状试样的直径方向触碰试样的内壁，环状试样浸水后向内侧产生侧向膨胀，内置的位移计可读取产生的膨胀变形；所述小型位移计下放有调节高度的垫块；所述上盖有一与圆形玻璃相应的孔洞。

2.根据权利要求1所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪,其特征在于：所述环状试样的内壁沿任一直径方向的两端各贴有一个条形金属垫片，所述测头刚好碰触金属垫片中间部位。

3.根据权利要求1所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪,其特征在于：所述圆形玻璃与环状透水石固结为一体。

4.根据权利要求1所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪,其特征在于：所述圆形玻璃嵌套于环状透水石之内，二者恰好吻合。

5.根据权利要求1所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪,其特征在于：所述大尺寸刀环的直径为140mm，高度为40mm。

6.根据权利要求1至5所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪的操作方法,其特征在于，包括以下步骤：

(1).制备与大尺寸环刀内径相拟合的环状试样；

(2).将试样安装于测定仪内；

(3).向盛水容器内注水，并记录膨胀变形数据；

(4).整理结果；计算任一时刻的径向膨胀率：

由以上推导，得δ_e：

ΔΗ＝H_t-H₀

式中：δ_e——t时刻时土的径向膨胀率(％)，计算至0.1

ΔH——t时刻试样膨胀增量

H₀——试验开始时位移计读数

H_t——试验t时刻位移计读数

R——试件外环半径(本装置规定试件外径140mm)

r——试件内环半径(本装置规定试件内径61.8mm)

r′——t时刻试件内环半径。

7.根据权利要求6所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪的操作方法,其特征在于：步骤(1)中，首先按土工试验规程标准方法使用大尺寸环刀制备柱状土样，切取原状土样时，应使试样在试验时的受压情况与天然土层受荷方向一致；然后将两常规环刀垂直叠加，形成高度为40mm的刀环，按照土工试验方法标准切割并挖除大尺寸环刀土样中心部位的当量土体，即得土体环状试样。

8.根据权利要求6所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪的操作方法,其特征在于：步骤(2)中，将框架装置的底座置于盛水容器中，依次在底板上放置底层透水石、滤纸、套环，将带有环状试件的大尺寸环刀刀口朝下置于套环之中；依次在环状试件内部放置垫块和小型位移计，将小型位移计读数归零；在试件上方依次加铺环状滤纸、带有圆形玻璃的环形透水石；将框架装置的上盖安置在环状透水石上方，并通过螺栓固定，并给予一定压力以使各部件接触紧密。

9.根据权利要求8所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪的操作方法,其特征在于：将两个条形金属垫片沿任一直径方向固定在环状试件内部的环壁上，所述位移计两端的测头恰与金属垫片接触。

10.根据权利要求6所述的一种新型土壤径向膨胀率测试仪的操作方法,其特征在于：步骤(3)中，纯净水注入盛水容器中，盛水容器中水面须淹没上方透水石；记录注水后的初始时间，浸水后每隔5min测记读数一次，直至膨胀稳定，记录位移计读数。