[发明专利]重塑饱和土水化学淋滤试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种重塑饱和土水化学淋滤试验装置及其方法，涉及土木工程土工试验领域。本装置是：上试样（01）和下试样（02）放置于淋滤仪（30）中；集液瓶（20）和淋滤仪（30）分别放置在水头支架（10）的上、下层面上；集液瓶（20）和淋滤仪（30）间通过橡胶导管（40）连接；水头支架（10）给集液瓶（20）提供不同的初始水压差值。本方法是：①制样；②装样；③安装淋滤仪；④淋滤；⑤判稳。本发明可根据淋滤土样的种类调整水头高度，避免淋滤液对土样的冲蚀或者扰动；不仅可快速的完成孔隙成分替换，缩短制样时间，并可以精准控制孔隙溶液浓度；构造简单，容易操作，一台淋滤仪内可同时淋滤两个平行试样，有较好的经济实用性。

技术领域

本发明涉及土木工程土工试验领域，尤其涉及一种重塑饱和土水化学淋滤试验装置及其方法。

具体地说，本装置是一种用于研究水土化学作用对土样力学特性影响的制样装置，特别适用于具有制样均匀、初始结构性弱和水化学效应明显等优点，但渗透系数小、单靠扩散作用改变孔隙溶液成分耗时较长的泥浆制样法（保证初始结构一致性，蒸馏水与干土混合。

背景技术

目前，随着工程建造与使用过程中的环境问题日益突出，越来越多的学者开始着手各种环境问题所产生的岩土工程问题。其中，土体遭受化学侵蚀后的力学特性变化开始被重视，但如何制备能有效模拟土体遭受化学侵蚀后的试验土样成为了一个关键问题。虽然原状土样能较真实地反映土体的原始结构，但受取样技术的限制和环境的影响，其试验结果并不理想，离散性较大。相反，室内制取化学侵蚀后的试验土样，不仅性质相对均匀和试验结果离散性较小；而且试样的条件可控，便于特定的试验研究。但由于土体与化学溶液的反应过程十分缓慢，少则数周，多则数月，尤其是渗透系数小（泥浆制样法制得的试样）的土样，制样周期甚至更长。因此，需要研制一款快速制备受化学侵蚀试样的装置。

发明内容

鉴于上述技术存在的缺点和不足，本发明旨在提供一种重塑饱和土水化学淋滤试验装置及其方法，特别适用于化学环境复杂和制样周期长的土工试验。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

本试验装置包括被淋滤对象——上试样和下试样；

设置有水头支架、集液瓶、淋滤仪和橡胶导管；

上试样和下试样放置于淋滤仪中；

集液瓶和淋滤仪分别放置在水头支架的上、下层面上；

集液瓶和淋滤仪间通过橡胶导管连接；

水头支架给集液瓶提供不同的初始水压差值。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

①水头支架上设有可移动的承重板，可根据淋滤土样的种类调整水头高度，避免滤液对土样的冲蚀或者扰动；

②现行制备不同孔隙水化学成分的饱和土试样通常有三种方式：混合法、浸泡法和淋滤法；混合法虽然能较快地达到化学平衡，但不能很好地模拟天然土体遭受化学侵蚀后的力学性质变化；浸泡法主要是依赖扩散作用改变土体孔隙水化学成分，但其过程十分缓慢，少则数周，多则数月，尤其是渗透系数小（泥浆制样法制得的试样）的土样，制样周期甚至更长；相比较而言，淋滤法弥补了上述两种方法的不足，取得了较理想的结果；

③制备受化学侵蚀的室内试验土样，以往大都采用抽真空后直接浸泡的方法，该方法不仅需要比较长的时间，而且很难判断侵入土样溶液中的化学浓度以及是否达到平衡；使用淋滤仪通过强制置换土样中的孔隙溶液，可以快速地到达所需的化学浓度，而且可以通过测量滤出液的浓度来判断是否完成置换；

④本装置构造简单，容易操作；而且一台淋滤仪内可同时淋滤两个平行试样，相对于现有的技术而言，有效降低了成本，具有较好的经济实用性。

附图说明