[实用新型]大体积夯筑土建筑失水速率测试装置

说明书

本实用新型涉及一种大体积夯筑土建筑失水速率测试装置，通过将传感器设置夯筑埋入土体中，在完全与夯筑土体接触的基础上，连续测量其介电常数变化，通过与室内校准对应的介电常数进行比较，或通过取样测试质量含水的结果，修正测试质量含水率，得到夯土体实际含水率。本实用新型简单实用，对遗址本体扰动小，能够连续性监测土体内部含水率的变化规律，在土建筑遗址失水干缩、毛细水上升、降水入渗、水盐运移研究与保护加固工程中发挥了积极作用。

技术领域

本实用新型涉及土遗址保护试验研究及保护加固领域，具体是指一种大体积夯筑土建筑失水速率测试装置。

背景技术

我国西北地区的新疆、甘肃、宁夏和陕西境内遗存许多古代土建筑遗址，蜿蜒北部的长城，西北苍茫戈壁上的边关城池、烽燧，新疆的交河、高昌、楼兰、尼雅遗址，可谓上下几千年，纵横万里，遍布中华。这些土建筑遗址历史悠久，有的已列为世界文化遗产，有很高文物保护价值。受建造工艺和材料影响，土建筑遗址本体极其脆弱，在长期自然和人为因素影响下，遗址本体出现表面风化、根部掏蚀、裂隙发育等多种病害。根部掏蚀凹陷是威胁遗址本体长期保存的主要病害之一。近年来，通过对交河故城、长城等土建筑遗址大型保护工程实施，夯筑支顶加固技术已经成功的应用于西北地区大面积根部掏蚀坍塌区遗址本体，并取得了显著效果。对于大体积的夯土建筑，其失水速率受多种因素的影响，土的类型，夯筑密实度，体量大小，阴阳面，气候环境等因素都会使得夯筑体失水的不均一，失水的不均一性使得土体收缩不一致，进而使得夯筑体开裂或者与支顶原遗址接触面顶部形成裂缝。另外，西北干旱区的强降雨是遗址本体直接冲刷破坏的主要自然因素。降雨、降雪后土体进行水盐运移、吸水-失水过程干缩、冻融膨胀冷缩、使得土体收缩。

传统的夯土建筑体量大，土体较为密实，失水速率十分缓慢，失水至天然含水率需要约一年以上的时间，而目前常规的含水率测试方法是取原状样烘干测含水率，这种方法具有一定的局限性，且大体积墙体内部很难取样，取样数据不能够连续反应墙体瞬时含水率，以及含水率随时间的变化情况。研究发现，墙体的失水速率与干缩和固结密切相关，干缩和固结的速率对墙体至关重要，控制干缩和固结速率就是控制失水速率，失水的初始阶段往往是变形的最主要阶段，这个阶段的失水监测对于土遗址墙体养护时间有着重要的参考意义，目前仍然没有一种较为理想的失水速率监测装置。

发明内容

为了科学认知遗址本体吸水-失水规律，克服现有取样测含水率对墙体扰动大，取样困难，不能满足时时测试墙体不同位置含水率变化规律等方面存在的缺陷，本实用新型提出了一种大体积夯筑土建筑失水速率测试装置。

本实用新型的目的通过以下技术措施来实现：

一种大体积夯筑土建筑失水速率测试装置，包括传感器、引线、数采仪、土体和恒温恒湿箱，恒温恒湿箱内置有土体，传感器埋设在土体中，传感器通过引线与数采仪相连。

本实用新型的优点和产生的有益效果是：

（1本实用新型在测量土体含水率状态时，对遗址本体几乎没有任何扰动，传感器在夯筑过程中可以在布设土遗址墙体的任何部位。

（2）本实用新型通过数采仪引线与传感器相连，利用数采仪对失水速率进行连续采集，通过采集数据可以科学认知大体积夯筑支顶体失水变化规律，也可观测强降雨、降雪过程吸水-失水规律。

（3）操作简单，易安装，适用于干旱与半干旱区土建筑遗址夯筑体失水长期监测。

（4）本实用新型不仅可以检测土体的失水速率，还能够监测外界水对夯筑体的影响，如毛细水上升，降水入渗等。

附图说明

图1 为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

本实用新型传感器1和数采仪3分别选用5TM介电式土壤水分传感器（以下简称传感器）和EM50采集器采集土体含水率。