[发明专利]利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水盐迁移实验方法，具体涉及一种利用两端独立控温的圆筒装置 进行水盐迁移实验的方法。

背景技术

在我国，盐渍土主要集中分布在西北内陆干旱地区，如新疆、青海、甘肃等省，且盐 渍化程度较高。在这些地区修建的铁路和公路工程，路基不可避免地发生次生盐渍化，在昼 夜温差大和季节性温差较大的极端环境下，次生盐渍化路基易发生冻胀、盐胀和溶陷病害， 从而导致道路路基的破坏。

目前，我国对盐渍土地区道路研究处于起步阶段，未见相关规范和标准针对上述 情况提出冻融循环和水盐迁移的室内模拟试验装置和实验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方 法，可有效地模拟盐渍土地区路基冻融循环过程和水盐迁移过程。

本发明所采用的技术方案为：

利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

（1）在两端独立控温的圆筒装置中装填试样，装填试样时，首先在试筒的底部铺10cm 的中砂反滤层，采用人工击实，然后在反滤层上装填土样，土样在击实的过程中层与层之间 做拉毛处理；

（2）土样分层装填，每层厚h，按照下式计算每层土样质量；用重锤击实，根据击实厚度 控制土样的压实度；

（1）

（2）

（3）

（4）

式中：

w—土样的最佳含水率；

—土样的干密度；—土样的最大干密度；

D%—土样规定的压实度；

—土样的湿密度；

m—每层土样质量

R—圆筒内径；

h—每层填土高度；

（3）为避免土样装填击实过程中对圆筒传感器预留孔内的传感器造成损坏，温度或水 分传感器采用预留孔后埋入的方式，即：预留孔内预先插入直径相当的表面光滑的金属棒 或钢筋，待土样填筑压实后拔出金属棒，同时插入温度或水分传感器；

（4）盛水器皿内加卤水，水面至圆筒进水口预留孔以上2cm，实验过程维持盛水器皿中 水位不变；

（5）冻融循环实验开始前，在圆筒上端试样顶部放置略小于圆筒内径的玻璃板或其他 刚性平板，在其上直径方向两端放置百分表测量冻融循环过程中土体的冻胀量和融沉量；

（6）冻融循环实验过程中采用温度传感器监测土样的温度变化，通过圆筒上端和下端 可调温设备使土体温度达到需要的温度梯度；

（7）冻融循环过程中，通过圆筒上端放置的百分表读取土体的冻胀量和融沉量，一次冻 融循环实验应至少观测两次百分表读数；

(8)冻融循环实验结束后或实验达到预设的周期，取每层土进行含水率与含盐量测定， 绘制含水率、含盐量与高度关系曲线，即水盐迁移曲线。

所述两端独立控温的圆筒装置具有如下结构：

包括置于盛水器皿中的大口径的圆筒，圆筒筒壁自上而下设置若干传感器预留孔，圆 筒底缘环周设置有若干进水口预留孔；

圆筒内壁上下两端均环周设置有缠绕型的铜管，上下铜管通过连接导管分别与圆筒外 部的上端可调温设备和下端可调温设备连接；

圆筒为亚克力材质，高1.0～2.0m，外径30～65cm，内径28.4～63.4cm，壁厚1.6cm；

圆筒筒壁的传感器预留孔上下间隔为15cm，直径为1cm；

圆筒底缘的进水口预留孔间隔为2cm，直径为5mm；

圆筒内壁上下两端的铜管直径为0.8cm，上端铜管距圆筒筒体上端面15cm，高度20cm， 下端铜管距圆筒筒体下端面15cm，高度10cm；

圆筒筒体外环套有保温棉。

本发明具有以下优点：

所用的试筒直径和高度较大，有效地扩大了所装土样的粒度范围，可满足不同道路填料粒径的需要。

②亚克力有机玻璃的热传导系数为0.2W/（m·℃），而铜管的热传导系数为379.14 （m·℃），相当于有机玻璃的2000倍。所以，亚克力圆管起到了有效地保温作用，铜管中的高 低温能量可全部传递给圆筒内的土体或其他填充物，试验过程中热量损耗大大减小了。