[发明专利]模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验装置，压缩容器内底部放置有大透水石，大透水石上设置有套入环刀中试样，试样上设有小透水石，小透水石上设置有传压板，传压板上方设置有加载杆，加载杆两头端经竖杆与固结仪连接，加载螺栓杆身穿过加载杆后其底部与传压板顶部接触，加载螺栓顶面与百分表底部测量头接触，百分表固定在百分表固定杆上，百分表固定杆另一端与立杆连接，立杆底部固定在压缩容器上。本发明的试验装置及方法在整个干湿循环过程中不需对试样卸载,避免了对试样的扰动，只需在正式开展试验前，对不同初始状态试样从吸水膨胀稳定状态烘干至试验要求的含水率状态的酒精燃烧时间T进行预前测定即可。

技术领域

本发明涉及一种模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法及装置，属于岩土工程、公路建设领域。

背景技术

红粘土是我国西南部广泛分布的一种特殊土，具有对环境湿度变化敏感，多裂缝、强胀缩和强度衰减等特性，在干湿循环与荷载的共同作用下大量以红粘土作为基础的构筑物发生破坏，损失巨大。目前采用的干湿循环试验方法及装置多是模拟土体无荷载作用下的胀缩变形情况，对于有荷作用下胀缩变形的模拟，干湿循环过程中都需要对试样卸载，对试样的扰动太大，这与工程实际情况差异较大。但是这样的试验方法及装置的存在,主要有以下两个原因：(1)室内试验室缺少可以完整对试样进行干湿循环且不拆卸试样的试验装置；(2)除恒温烘箱外，缺乏相关的对试样加热烘干的方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法及装置。该方法及装置在整个干湿循环过程中不需对试样卸载，而且整个过程中不需要恒温烘箱即可实现试样的加热烘干。

本发明的技术方案：一种模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法，其特征在于：该试验方法包括有以下步骤：

A、将立杆与压缩容器底板固定连接，并将大透水石放置于压缩容器底部；

B、根据试验方案制作所要求初始含水率和压实度环刀试样，将试样连同环刀一并置于大透水石上，且环刀口朝上；

C、将小透水石置于试样顶面，并将传压板置于小透水石上,称量整个装置的质量，记为M；

D、在传压板上方设置加载杆，加载杆两端通过竖杆与固结仪连接，将加载螺栓穿过加载杆中部螺纹孔，使加载螺栓底部与传压板顶面接触；

E、百分表固定杆一端固定安装百分表，另一端与立杆固定连接，并使百分表底部测量头顶在加载螺栓顶面上；

F、通过调节加载螺栓将固结仪底端加载杠杆调节水平，将百分表读数归零，增加砝码对试样加载，直至试样固结变形稳定，读取百分表读数；

G、固结稳定后，向压缩容器中注水，每隔一定时间记录百分表读数，直至百分表读数趋于稳定，百分表最终读数与固结稳定后读数之差即为试样的膨胀量；

H、膨胀稳定后，将压缩容器中多余水分抽出，用滤纸将容器内残余水分吸收，向压缩容器内加入酒精，点燃酒精对试样加热烘干，并记录酒精燃烧烘干时间t和百分表读数，至加热烘干到要求的含水率状态则完成一次循环，此时百分表读数与膨胀稳定后读数之差即为试样的收缩量；

J、通过烘干时间t后称取整体质量m，利用初始质量M与烘干t时间后整体质量m之差，计算出试样烘干t时间后试样含水率，进行多组测试后，最终确定烘干至所需含水率状态的烘干时间T。

前述的模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法，步骤A中，将护环放置于压缩容器底部环形凹槽中固定，再将大透水石、环刀放入护环中。

前述的模拟土体承受载荷作用下干湿循环胀缩试验方法，步骤C中，将导环置于环刀上，使环刀口卡入导环下部凹槽中固定，然后再将小透水石置入导环中与试样顶面接触。