一种黏性土湿化崩解仪及其试验方法技术

本发明专利技术公开了一种黏性土湿化崩解仪及其试验方法，属于土木工程测试领域。本发明专利技术的一种黏性土湿化崩解仪，包括支架，所述的支架的顶板上放置有静水力天平；所述支架的顶板下方设有水槽，该水槽放置在电子天平上；所述的水槽内设有用于放置土样的盛样网架，该盛样网架系在静水力天平底部的挂钩上，结构简单，操作方便，数据精准。本发明专利技术的一种黏性土湿化的试验方法，1)空载试验，2)制作立方体土样，3)崩解试验，4)数据处理，5)建立崩解量与崩解时间关系图，试验简单，采用静水力天平和电子天平协同一起测定置于盛样网架中土样的湿化崩解，能够得到更贴合实际的黏性土湿化崩解曲线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程测试
，更具体地说，涉及一种黏性土湿化崩解仪及其试验方法。
技术介绍
土的湿化是指土体在水中发生崩解的现象，通过测定具有结构性的黏质土在水中的崩解速度，并以此作为湿法填筑路堤选择土料的标准之一，也是土体的重要物理性质之一。对土体的崩解性进行研究具有重要的理论与现实意义，但现有的土体湿化崩解定量试验及定性分析并未形成统一的标准，以至于工程及科研领域许多问题不能有效地解决。目前国内外关于岩土湿化特性主要侧重于软岩而较少涉及土，特别是黏性土的试验研究还处于初步探索阶段。从研究方法看，主要侧重于完全烘干的极端情况，对其他状态研究较少，且试验过程中，湿化阶段的吸湿增重对土的湿化崩解的影响较为明显。现有测定黏性土崩解性的方法是浸泡观察法和浮筒法，前者只能定性描述崩解性，后者其试验仪器由带刻度标示的浮筒、挂在浮筒下端的网板以及玻璃外筒构成，但存在读数误差大、浮筒易贴壁、无法描述湿化阶段等问题。对于上述的问题已有相关技术公开，但是现有的崩解仪要么是包括电子天平、水槽、盛样网架和支架，电子天平上放置水槽，水槽内设置用于放置土样的盛样网架，盛样网架悬挂在支架上，采用上述结构崩解仪做黏性土湿化试验时试验初始阶段，土样的吸湿增重会影响电子天平对崩解量数据的读取，电子天平读取数据与实际黏性土湿化崩解数据相差大；要么是包括静水力天平、水槽、盛样网架和支架，静水力天平放置在支架顶部，支架下方设置水槽，水槽内设置盛样网架，盛样网架悬挂于静水力天平底部的挂钩上，采用上述结构崩解仪做黏性土湿化试验时随着试验的进行，土样湿化增重静水力天平对崩解量数据的读取，静水力天平读取数据与实际黏性土湿化崩解数据相差大；上述两种结构虽然能做黏性土湿化试验，但是试验获得的黏性土湿化崩解曲线不能贴合实际黏性土湿化崩解曲线。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服上述的不足，提供了一种黏性土湿化崩解仪及其试验方法，采用本专利技术的技术方案，结构简单，操作方便，数据准确，采用静水力天平和电子天平协同一起测定置于盛样网架中土样的湿化崩解，能够得出更贴合实际的黏性土湿化崩解曲线。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种黏性土湿化崩解仪，包括支架，所述的支架的顶板上放置有静水力天平；所述的支架的顶板下方设有水槽，该水槽放置在电子天平上；所述的水槽内设有用于放置土样的盛样网架，该盛样网架系在静水力天平底部的挂钩上。更进一步地，所述的盛样网架由边长100mm的正方形底盘和用0.15mm粗的钢丝编织成孔径为10×10mm的挂网构成。更进一步地，所述的水槽的结构形状为正方体，水槽由有机玻璃制成。本专利技术的一种黏性土湿化的试验方法，其步骤为：1)空载试验：将盛样网架悬挂在静水力天平底部的挂钩上，将水槽放置在电子天平上并在水槽内加入水直至将盛样网架全部浸入水中为止，记录此时静水力天平上显示的读数为me，电子天平上显示的读数为D^；2)制作立方体土样：选取天然土样或制备某一含水率的扰动土样制成立方体土样，立方体土样的大小为50mm×50mm，并测得立方体土样的质量为M；3)崩解试验：①将立方体土样放置在盛样网架内并使得立方体土样全部浸入水内，记录此时静水力天平上显示的读数为m0，电子天平上显示的读数为D0；②随着试验进行，立方体土样会逐渐湿化崩解掉落至水槽内，静水力天平上显示的读数逐渐减少，而电子天平上显示的读数随之增加，在不同时刻t(t＝1s，2s，3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s，13s，14s，15s，16s，17s，18s，19s，20s)记录下静水力天平上显示的读数为mt，电子天平上显示的读数为Dt；4)数据处理：利用电子天平读数处理为：式中：Pt—t时刻立方体土样累积崩解量/％，D^—电子天平初读数(空盛样网架浸入水中时电子天平上显示的读数)/g，D0—试验开始时刻的电子天平上显示的读数/g，Dt—t时刻的电子天平上显示的读数/g，M—立方体土样的质量/g，获得不同时刻t(t＝1s，2s，3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s，13s，14s，15s，16s，17s，18s，19s，20s)电子天平上显示的读数Dt换算成的崩解量Pt；利用静水力天平读数处理：式中：Bt—立方体土样在时间t时的崩解量/％，m0—试验开始时刻的静水力天平上显示的读数/g，mt—时间t所对应静水力天平上显示的读数/g，me—静水力天平初读数(空盛样网架(3)浸入水中时静水力天平上显示的读数)/g，获得不同时刻t(t＝1s，2s，3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s，13s，14s，15s，16s，17s，18s，19s，20s)静水力天平上显示的读数mt换算成的崩解量Bt；5)建立崩解量与崩解时间关系图：建立直角坐标系，横坐标轴代表时间崩解时间/s，纵坐标轴代表崩解量/％，在直角坐标系内标出与步骤4)中处理得到的一组数据点(Pt，t)、(Bt，t)(t＝1s，2s，3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s，13s，14s，15s，16s，17s，18s，19s，20s)相对应的一组坐标点，并绘制出黏性土湿化崩解曲线。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种黏性土湿化崩解仪，其支架的顶板上放置有静水力天平，支架的顶板下方设有水槽，该水槽放置在电子天平上，水槽内设有用于放置土样的盛样网架，该盛样网架系在静水力天平底部的挂钩上，结构简单，操作容易，使用静水力天平和电子天平测量，提高读数的准确度，而采用静水力天平和电子天平协同一起测定置于盛样网架中土样的湿化崩解，能够对比有选择地确定较为精准的试验数据；(2)本专利技术的一种黏性土湿化崩解仪，其水槽的结构形状为正方体状，水槽由有机玻璃制成，便于观察湿化崩解；(3)本专利技术的一种黏性土湿化的试验方法，其黏性土在湿化崩解初期，土样的吸湿增重会影响电子天平对崩解量数据的读取，而静水力天平却能较好的测定黏性土触水瞬间土体的湿化情况，随着试验的进行，湿化崩解的土样脱离挂网掉落至水槽中，为了最大程度的降低湿化增重对崩解试验的影响，通过底部的电子天平直接测定剥离土样的重量，能减小土体湿化增重对崩解量测定的影响，通过采用静水力天平和电子天平协同一起测定置于盛样网架中土样湿化崩解的方法，结合试验数据能绘制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黏性土湿化崩解仪，包括支架(4)，其特征在于：所述的支架(4)的顶板上放置有静水力天平(1)；所述的支架(4)的顶板下方设有水槽(5)，该水槽(5)放置在电子天平(2)上；所述的水槽(5)内设有用于放置土样(6)的盛样网架(3)，该盛样网架(3)系在静水力天平(1)底部的挂钩上。

【技术特征摘要】
1.一种黏性土湿化崩解仪，包括支架(4)，其特征在于：所述的支架(4)的顶板上放
置有静水力天平(1)；所述的支架(4)的顶板下方设有水槽(5)，该水槽(5)放置在电子
天平(2)上；所述的水槽(5)内设有用于放置土样(6)的盛样网架(3)，该盛样网架(3)
系在静水力天平(1)底部的挂钩上。
2.根据权利要求1所述的一种黏性土湿化崩解仪，其特征在于：所述的盛样网架(3)
由边长100mm的正方形底盘和用0.15mm粗的钢丝编织成孔径为10×10mm的挂网构成。
3.根据权利要求1所述的一种黏性土湿化崩解仪，其特征在于：所述的水槽(5)的结
构形状为正方体状，水槽(5)由有机玻璃制成。
4.一种黏性土湿化的试验方法，其步骤为：
1)空载试验：将盛样网架(3)悬挂在静水力天平(1)底部的挂钩上，将水槽(5)放
置在电子天平(2)上并在水槽(5)内加入水直至将盛样网架(3)全部浸入水中为止，记录
此时静水力天平(1)上显示的读数为me，电子天平(2)上显示的读数为D^；
2)制作立方体土样(6)：选取天然土样或制备某一含水率的扰动土样制成立方体土样(6)，
立方体土样(6)的大小为50mm×50mm，并测得立方体土样(6)的质量为M；
3)崩解试验：①将立方体土样(6)放置在盛样网架(3)内并使得立方体土样(6)全
部浸入水内，记录此时静水力天平(1)上显示的读数为m0，电子天平(2)上显示的读数为
D0；②随着试验进行，立方体土样(6)会逐渐湿化崩解掉落至水槽(5)内，静水力天平(1)
上显示的读数逐渐减少，而电子天平(2)上显示的读数随之增加，在不同时刻t(t＝1s，2s，
3s，4s，5s，6s，7s，8s，9s，10s，11s，12s，13s，14s，15s，16s，17s，18s，19s，20s)记<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建群，易亮，李雄威，代国忠，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32