[发明专利]一种土的干燥收缩试验装置及其反演土水特征曲线的方法

说明书

本发明提供一种土的干燥收缩试验装置，包括土样放置与称重采集平台、环境支持与图像采集平台、位移采集平台等组成。通过将位移采集平台置于土样放置与称重采集平台上，将图像采集与环境支持平台和土样放置与称重采集平台相连接，将土样置于位移采集平台内，并将土样放置与称重采集平台与恒温水浴、水分雾化器和数据采集系统相连接，即形成本发明的一种土的干燥收缩试验装置。同时提供一种基于土的干燥收缩试验反演土水特征曲线的方法。本发明的效果是提供一种全新的测量土水特征曲线的方法。该方法操作简便，测量精度能够满足计算和工程需要，为非饱和土的应力变形问题研究提供基础支持。

技术领域

本发明属于土工测试计算领域，涉及一种土的干燥收缩试验装置及其反演土水特征曲线的方法，可用于评价土体随饱和度变化的孔隙率变化特征和绘制土水特征曲线。

背景技术

土体中的水分由于蒸发干燥或植物蒸腾作用而不断减少，降水及其他形式的水体入渗则不断对土体内的水分进行补充，土体在经历不同形式上的干湿作用。土体失水后其体积会发生一定量的收缩。收缩严重时会引起地面整体沉降或不均匀沉降；而对于黏粒含量较高的土体，还会在土中产生开裂现象。地面沉降、收缩裂隙的出现将降低地基、房屋、土工建筑物等的安全性与功能性。掌握土体在干燥收缩过程中的发展规律，对于土体材料在实际工程中的合理应用和土体工程的防灾减灾具有重要意义和工程价值。

发明内容

1、本发明的目的

本发明提供一种土的干燥收缩试验装置及其反演土水特征曲线的方法，以实现土体干燥收缩过程中发展规律的观测，进而为旱区土体等非饱和土土水特征曲线的确定提供可能。

2、本发明所采用的技术方案

一种土的干燥收缩试验装置，包括土样放置与称重采集平台、环境支持与图像采集平台、位移采集平台，将位移采集平台置于土样放置与称重采集平台上，将环境支持与图像采集平台与土样放置与称重采集平台相连接，将土样置于位移采集平台内，并将土样放置与称重采集平台分别与恒温水浴、水分雾化器和数据采集系统相连接。

更进一步，所述的土样放置与称重采集平台的表面设置有数显屏，其上设有温度设置键、湿度设置键、启动键、复位键、开关键；

土样放置与称重采集平台的还设置有水分雾化器接口、恒温水浴接口、数据输出接口、相机连接接口和充电接口；在土样放置与称重采集平台的上表面的中心设置有称重台，在土样放置与称重采集平台的上表面还设置有温度采集探头和湿度采集探头。

更进一步，所述的环境支持与图像采集平台包括环境维护箱、环境维护箱门、数字相机；环境支持与图像采集平台的环境维护箱呈正方体形式，环境维护箱顶部设置有相机槽，环境维护箱侧面设置有磁力母坐，环境维护箱与环境维护箱门通过铰链连接；环境维护箱门内部边缘布置有密封胶垫和磁力公坐；将环境维护箱与环境维护箱门相连接，将数字相机与相机槽相连接，将相机数据线与土样放置与称重采集平台的相机连接接口相连接。

更进一步，所述的位移采集平台包括土样置样盒、位移采集立杆、千分表支撑杆、千分表、环刀、垫片；其中千分表具有无线传输数据功能，位移采集平台的千分表支撑杆设置有双环状的千分表槽，千分表支撑杆的外侧设置有位移紧固螺栓孔，将千分表安装在千分表支撑杆的千分表槽，将位移紧固螺栓安装在位移紧固螺栓孔，将位移采集立杆一端与千分表支撑杆相连接，将位移采集立杆另一端与土样置样盒相连接，将环刀置于土样置样盒内，将垫片置于千分表支撑杆下部。

本发明提出了一种土的干燥收缩试验装置的反演土水特征曲线的方法，骤如下：

1)依据上述所述的方法组装一种土的干燥收缩试验装置，将环境支持与图像采集平台的相机数据线与土样放置与称重采集平台的相机连接接口相连接，将土样放置与称重采集平台的数据线与数据采集系统相连接，将水分雾化器接口、恒温水浴接口分别与水分雾化器、恒温水浴相连接；