本发明专利技术公开了一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法和装置，包括如下步骤：(1)制作多个水泥掺量为7％-15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；(2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，分别得到水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及劣化水泥土的等效渗透系数；(3)利用贯入试验分别确定水泥土试件的劣化深度；(4)根据达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层的渗透系数；通过求解试件劣化层渗透系数进而求解出劣化水泥土试件的等效渗透系数，避免了通过渗透试验直接求解水泥土等效渗透系数中尺寸效应带来的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程领域，特别涉及一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法和装置。
技术介绍
水泥土是用水泥做结合料所得的混合料的一个广义名称，包括用水泥稳定的各种细粒土、中粒土、粗粒土，适用于基坑工程中的防渗止水帷幕，各级公路的基层和底基层及小型农田水利工程的桥、涵、闸等配套工程，还可用于大坝护坡以及道路稳定层、大型渠道的垫层等，尤其适用于沙砾料缺乏地区。水泥土具有可就地取材，减少运输，施工方便，价格低廉等优点。此外，水泥土还具有强度高、稳定性好、承载力高、强度可调整以及几乎各种土都可以用水泥进行稳定的优点。然而，长期处在腐蚀场地(滨海地区和化学污染场地等)中的水泥土等加固体将发生强度降低、渗透性增大的劣化现象，严重降低了其加固和防渗性能。然而，目前还没有关于水泥土劣化后其劣化层渗透系数的室内确定方法。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种腐蚀环境中水泥土劣化后其表层劣化区渗透性的测试方法，利用可获取的未劣化水泥土的渗透系数及劣化水泥土的等效渗透系数，求解劣化层的渗透系数，为腐蚀环境下水泥土的设计提供了技术支持。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，包括如下步骤，(1)制作多个水泥掺量为7％-15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；所述的百分比皆为质量百分比；(2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得标准养护条件下的水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及海水养护条件下劣化水泥土的等效渗透系数；(3)利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度Δ；(4)将上述的水泥土试件的未劣化区水泥土的渗透系数、劣化水泥土的等效渗透系数和劣化深度结合达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层渗透系数。进一步地，步骤(2)中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得未劣化区水泥土的渗透系数。进一步地，步骤(2)中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得劣化水泥土的等效渗透系数。进一步地，步骤(3)中，对劣化水泥土试件(海水养护条件下的试件)和未劣化试件(标准养护条件下的试件)进行贯入试验，获取贯入阻力同贯入深度之间的关系曲线，对劣化水泥土试件强度开始发挥的曲线后半部分，即贯入阻力随深度的增加显著增大的部分曲线进行直线的拟合，与纵轴的交点作为劣化深度Δ。进一步地，步骤(2)中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数根据公式计算，式中：k为渗透系数；h为渗径即试件高度；t为时间间隔；A为试件横截面积(cm2)；V为时间间隔t渗出的流量(mL)；p为施加的渗透压力(MPa)；γw为水的重度。进一步地，步骤(2)中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数根据公式计算，式中：k为渗透系数；h为渗径即试件高度；t为时间间隔；A为试件横截面积(cm2)；V为时间间隔t渗出的流量(mL)；p为施加的渗透压力(MPa)；γw为水的重度。本专利技术还提供了一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，包括如下步骤，1)制作多个水泥掺量为7％-15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；所述百分比皆为质量百分比；2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得未劣化区水泥土的渗透系数k0及劣化水泥土的等效渗透系数kc；3)利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度Δ；4)利用水泥土试件劣化层渗透系数kd的表达式(9-a)、(9-b)、(9-c)，求解水泥土试件劣化层渗透系数kd；所述kd的表达式为：kd=A+B2Ra---(9-a)]]>A＝(2kc+k0)RaRh+kc-2kcRh-k0 (9-b)B=k02(Ra2Rh2-2RaRh+1)+2k0kc[RaRh(2RaRh-2Rh-4Ra+3)+2Rh-1]+kc2[4RaRh(RaRh-2Rh+1)+4Rh(Rh-1)+1]---(9-c)]]>其中，Ra＝Ad/A，为水泥土试件横截面积劣化率，Rh＝Δ/H，为试件劣化深度与试件高度的比值，A、Ad分别为水泥土试件横截面面积及劣化部分横截面面积。进一步地，步骤2)中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数k0的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，加压等级为0.02Mpa、0.04Mpa、0.08Mpa、0.1Mpa，达到0.1Mpa后按0.1Mpa的加压幅度递增，每级渗透压力恒压时间为1h，至试件表面有水渗出保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据公式计算，得k0值。进一步地，步骤2)中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数kc的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，加压等级为0.02Mpa、0.04Mpa、0.08Mpa、0.1Mpa，达到0.1Mpa后按0.1Mpa的加压幅度递增，每级渗透压力恒压时间为1h，至试件表面有水渗出保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据公式计算，得kc值。进一步地，步骤3)中，对劣化水泥土试件和未劣化试件进行贯入试验，获取贯入阻力同贯入深度之间的关系曲线，对劣化水泥土试件曲线强度开始发挥的后半部分，即贯入阻力随深度的增加显著增大的部分曲线进行直线的拟合，与纵轴的交点作为劣化深度Δ。进一步地，步骤2)中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数k0根据公式计算，式中：k为渗透系数；h为渗径即试件高度；t为时间间隔；A为试件横截面积(cm2)；V为时间间隔t渗出的流量(mL)；p为施加的渗透压力(MPa)；γw为水的重度。进一步地，步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，包括如下步骤，(1)制作多个水泥掺量为7％‑15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28‑120天；所述的百分比皆为质量百分比；(2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得标准养护条件下的水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及海水养护条件下劣化水泥土的等效渗透系数；(3)利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度Δ；(4)将上述的水泥土试件的未劣化区水泥土的渗透系数、劣化水泥土的等效渗透系数和劣化深度结合达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层渗透系数。
【技术特征摘要】
1.一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，包括如下步骤，
(1)制作多个水泥掺量为7％-15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和
海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；所述的百分比皆为质量百分比；
(2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得标准养护条件下的
水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及海水养护条件下劣化水泥土的等效渗透系数；
(3)利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度Δ；
(4)将上述的水泥土试件的未劣化区水泥土的渗透系数、劣化水泥土的等效渗透系数
和劣化深度结合达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层渗透系数。
2.如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤(2)
中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装
入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至
试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取
此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得
未劣化区水泥土的渗透系数。
3.如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤(2)
中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数的具体测定步骤为：将海水养护下的水泥土试件装
入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至
试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取
此时施加的渗流压力p、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得
劣化...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔新壮，侯飞，黄丹，汤潍泽，楼俊杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。