【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程测试，尤其是涉及一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置及方法。
技术介绍
1、我国西部地区分布大量的湿陷性黄土，黄土作为典型的风积土，具有大孔隙性、结构性、湿陷性、水敏性、动力易损性等特性，与其它岩土材料相比，黄土突出的工程问题为在天然低含水率条件下具有较高的强度和较低的压缩性，但一旦浸水增湿便强度骤降，变形突增，进而影响周边结构或设施的稳定性。因此在湿陷性黄土地区进行工程建设时通常需要测定湿陷性黄土的湿陷量，以判定场地湿陷类型和湿陷等级。
2、目前常用的测定黄土湿陷量方法可分为室内试验法和现场浸水试验法两个大类。相比于室内试验法，现场浸水试验法能够保证试验区域土体的结构性、应力状态与实际工况符合度较高，根据试验结果可直接得出湿陷性黄土地基的湿陷变形规律，计算得到不同深度对应的湿陷系数，据此判定场地的湿陷等级更可靠，因此被广泛应用。但目前关于现场浸水试验的相关研究多针对地面工程而言，即对应的浸水路径为自上而下浸水，模拟的工况为地表积水入渗、管线渗漏等工况。对于黄土地区城市轨道交通工程而言，地铁盾构隧道埋深一般在15m～20m左右，地表积水入渗仅会导致浅层黄土产生小幅度湿陷变形，对于深层黄土及隧道结构而言并不会造成很大影响。但若发生地下水位抬升(自下而上浸水)情况，深层黄土结构性逐渐破坏，在上覆荷载基本不变(或者上部受到地表水入渗时，深层黄土地基受到的上覆荷载反而增大)的情况下，深层产生的湿陷变形量要远大于地表水入渗时浅层黄土的湿陷变形量，对运营城市轨道交通工程结构的影响更大。此时若仍采用自上
3、因此，现如今缺少一种设计合理的湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置及方法，通过从下至上不同深度浸水管道机构及辐射管道机构实现自下而上浸水，模拟地下水位抬升工况，便于后续在地下水位抬升工况下进行湿陷性黄土地基湿陷类型和湿陷性系数判断，从而以使湿陷等级判断更加准确可靠。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其设计合理，操作便捷，通过从下至上不同深度浸水管道机构及辐射管道机构实现自下而上浸水，模拟地下水位抬升工况，便于后续在地下水位抬升工况下进行湿陷性黄土地基湿陷类型和湿陷性系数判断，从而以使湿陷等级判断更加准确可靠。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：包括多个浸水探井和沿每个所述浸水探井高度方向布设的现场浸水试验结构，每个所述现场浸水试验结构包括浸水管道机构和辐射管道机构；
3、所述辐射管道机构包括多组沿所述浸水探井高度方向从下至上依次布设的辐射管道部件，每组所述辐射管道部件包括多个沿浸水探井内侧壁周向布设的辐射管道单元，每个所述辐射管道单元包括嵌入浸水探井内侧壁土体且倾斜向下布设的辐射管，所述辐射管靠近浸水探井内侧壁土体的高端为开口端，所述辐射管伸入浸水探井内侧壁土体的底端封闭，所述辐射管底部开设有多个沿辐射管长度方向布设的浸水孔；
4、所述浸水管道机构包括多组沿所述浸水探井高度方向从下至上依次布设的浸水管道部件，所述浸水管道部件的组数和所述辐射管道部件的组数相同，同一组的所述浸水管道部件的底部高于所述辐射管道部件中辐射管的高端；
5、每组所述浸水管道部件包括沿浸水探井内侧壁布设的浸水管。
6、上述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井的底部设置混凝土隔水层。
7、上述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井的内侧壁开设有倾斜布设的辐射孔，所述辐射管嵌设在辐射孔中，所述辐射管的顶部贴合辐射孔的顶部，所述辐射管外侧壁和辐射孔内侧壁之间的间隙设置粗砂填充层；
8、所述辐射管的开口端以及浸水孔处设置滤网。
9、上述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水管伸出浸水探井顶部的端部设置有阀门和流量表；
10、所述浸水管沿浸水探井高度方向从下至上通过多个固定卡箍将浸水管贴合浸水探井侧壁安装。
11、上述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述混凝土隔水层上的中心位置设置监测管，所述监测管包括多节从下至上依次连接的水位监测管，最底部的水位监测管的底端固定安装在混凝土隔水层上；
12、所述浸水探井顶部设置有钢尺水位计。
13、上述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水管的底部通过管箍连接伸缩管，所述伸缩管的底部通过固定卡箍与浸水探井内侧壁的土体连接。
14、同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且监控方便的湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
15、该方法包括以下步骤：
16、步骤一、浸水试坑开挖及浸水探井形成：
17、步骤101、在湿陷性黄土地基研究场地中开挖形成浸水试坑，并获取土体的饱和含水率wb；
18、步骤102、在浸水试坑的底部内布设多个浸水探井点位；其中，多个所述浸水探井点位包括六个沿浸水试坑圆周方向布设的周向浸水探井点位和设置在所述浸水试坑中心位置的中心浸水探井点位；
19、步骤103、在每个浸水探井点位开挖形成浸水探井；其中，所述浸水探井的底部延伸至古土壤层上表面；
20、步骤104、在浸水探井的底部内浇灌混凝土，形成混凝土隔水层；
21、步骤二、安装辐射管道机构：
22、步骤201、沿浸水探井高度方向从下至上依次设置多级浸水高度位置；
23、步骤202、在浸水探井的各级浸水高度位置处安装辐射管道机构；
24、步骤三、安装浸水管道机构：
25、在浸水探井的各级浸水高度位置处安装浸水管道机构，具体过程如下：
26、步骤301、将浸水管通过管箍连接伸缩管，并在伸缩管的出口端设置滤网，形成组装好的浸水管；
27、步骤302、将组装好的浸水管放入浸水探井中，直至伸缩管的底部高度与当前等级浸水高度位置相同，之后，沿浸水探井高度方向从下至上通过多个固定卡箍将浸水管贴合浸水探井侧壁安装，完成在当前等级浸水高度位置处安装浸水管道机构；其中，浸水管伸出浸水探井顶部的端部设置有阀门和流量表；
28、步骤303、多次重复步骤301和步骤302，完成在各级浸水高度位置处安装浸水管道机构；
29、步骤四、浸水探井回填及水位监测管安装:
30、步骤401、在混凝土隔水层上的中心位置安装一节水位监测管；其中，水位监测管的底端固定安装在混凝土隔水层上；
31、步骤402、在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于:包括多个浸水探井(2-1)和沿每个所述浸水探井(2-1)高度方向布设的现场浸水试验结构，每个所述现场浸水试验结构包括浸水管道机构和辐射管道机构；
2.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井(2-1)的底部设置混凝土隔水层(2-3)。
3.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井(2-1)的内侧壁开设有倾斜布设的辐射孔(4-1)，所述辐射管(4-2)嵌设在辐射孔(4-1)中，所述辐射管(4-2)的顶部贴合辐射孔(4-1)的顶部，所述辐射管(4-2)外侧壁和辐射孔(4-1)内侧壁之间的间隙设置粗砂填充层(4-3)；
4.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水管(3-3)伸出浸水探井(2-1)顶部的端部设置有阀门(3-1)和流量表(3-2)；
5.按照权利要求2所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述混凝土隔水层
6.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水管(3-3)的底部通过管箍(3-5)连接伸缩管(3-6)，所述伸缩管(3-6)的底部通过固定卡箍(3-4)与浸水探井(2-1)内侧壁的土体连接。
7.一种利用权利要求1所述的装置对湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤202中在浸水探井(2-1)的各级浸水高度位置处安装辐射管道机构，具体过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于:包括多个浸水探井(2-1)和沿每个所述浸水探井(2-1)高度方向布设的现场浸水试验结构，每个所述现场浸水试验结构包括浸水管道机构和辐射管道机构；
2.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井(2-1)的底部设置混凝土隔水层(2-3)。
3.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水探井(2-1)的内侧壁开设有倾斜布设的辐射孔(4-1)，所述辐射管(4-2)嵌设在辐射孔(4-1)中，所述辐射管(4-2)的顶部贴合辐射孔(4-1)的顶部，所述辐射管(4-2)外侧壁和辐射孔(4-1)内侧壁之间的间隙设置粗砂填充层(4-3)；
4.按照权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基自下而上现场浸水试验装置，其特征在于：所述浸水管(3-3)伸出浸水探井(2-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李先明，黄鑫，郭雪峰，张伟伟，赵宝刚，于永堂，郑建国，李逸，闫春杰，
申请(专利权)人：中铁新丝路建设投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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