本发明专利技术公开了一种裂隙土体的体积测量方法及装置,其步骤:（1）取圆形的铁丝网，在其边缘对称绑接四根铜丝，取容量的烧杯，倒入液体石蜡，将装有液体石蜡的烧杯放在天平托盘上；（2）用天平称取试验土样质量；（3）调节水平伸缩阀与竖直伸缩阀使铁丝网完全浸没液体石蜡中，读取天平度数，记录整体质量；（4）调节竖直伸缩阀使辅助装置提升，将土样放在铁丝网上，读取天平度数，记录烧杯、液体石蜡、铜丝以及土样的整体质量。天平托盘上放置装有液体石蜡的烧杯，铜丝的一端绑接在铁丝网的边缘,铜丝的另一端绑接水平支杆上，水平支杆与竖直支杆相连，竖直支杆下连接支座。方法易行，操作简便,测量裂隙土样体积测量精确度较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程测量
，尤其涉及一种测量裂隙土体积的测量方法，同时还涉及一种测量裂隙土体积的测量装置。
技术介绍
土的试样密度的测定可以了解土体结构的密实程度，同时也是计算挡土墙土压力，人工和天然斜坡稳定的设计与核算，基础承载力和沉降量的计算以及路基路面施工时压实程度控制的必不可少的指标。密度试验测定方法的核心是土样的体积测定。最初的体积测量方法是对试样尺寸利用游标卡尺或是千分尺直接测量，该方法虽然简单，但受测量装置精度以及人工操作影响，试验结果精度较差，而且土样的形状结构不同，该方法无法测量不规则土样的体积。土工试验中多是采用环刀法或是直接将土样加工 成固定尺寸，即预先设定土样的体积。土工试验方法标准(GBT50123-1999)提到对于不规则的硬土可以采用蜡封法测量土样的体积，它是将土样称重后放入刚过熔点的蜡液中，当土样完全被包裹，取出称其在空气及水中的质量，从而计算试样体积。该方法可以测量不规则土样,但当需要批量称取多个土样体积时,需重复加热蜡液，同时,为了避免蜡封试样内气泡产生，需一次徐徐涂蜡方法，过程繁琐。中国专利申请号201120408775. 4，专利技术名称非规则物体体积测量装置。该技术运用阿基米德原理，利用排液法测量不规则物体的体积，以及浮在水面上物体的体积。该装置结构简单，操作便捷，测量精度高，但利用该法测量时需将土样浸于水中，不适用于土样体积的测量。土在天然沉积环境、气候以及人工作用影响下，容易形成具有不同程度的孔隙、裂隙、虫孔的土体结构，从材料学上讲土是一种多孔介质，而现有方法无法对土体的真实体积量测，必然导致土的物理力学指标的失真。鉴于利用阿基米德原理，利用浮力法测量物体体积的成功经验，一些研究者尝试采用不同液体用来测量具有微裂隙土样，如水银，甲苯，芳香族化合物Kerdane等,但这些液体物质均有一定的毒性,试验过程中必须采取严格的安全措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提出一种测量裂隙土体积的测量方法，方法易行，操作简便，测量裂隙土样体积测量精确度较高。本专利技术的另一个目的是在于提供了一种测量裂隙土体积的测量装置，实验材料造价低，便于制作，可多次使用。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施本专利技术的基本原理是根据阿基米德定律，物体侵没在液体中的体积与其所受浮力成正比，通过所受浮力作用的质量的测量转化为体积的测量。本专利技术采用的液体为非侵润性的液体石蜡。本专利技术中使用的装置有精度为O. OOlg的电子天平、400ml的烧杯、液体石蜡、铁丝网、铜丝以及一个辅助装置。其中，辅助装置由固定支座、水平支杆、竖直支杆、水平伸缩阀、竖直伸缩阀构成，水平支杆一端绑接铜丝，水平支杆与竖直支杆带伸缩功能，可通过水平伸缩阀与竖直伸缩阀调节辅助装置的水平伸缩距离与高度。一种测量裂隙土体积的测量方法，其步骤是(I)取圆形面积为150cm2的铁丝网，在其边缘对称绑接四根等长度铜丝，铜丝长度IOcm0取容量为400ml的烧杯，倒入约300ml的液体石蜡，将装有液体石蜡的烧杯放在天平托盘上。将四根铜丝绑接在水平支杆上。(2)用精度O. 001的天平称取试验土样质量m2。(3)调节水平伸缩阀与竖直伸缩阀使铁丝网完全浸没液体石蜡中，读取天平度数，记录此时烧杯、液体石蜡、铁丝网以及铜丝的整体质量m4。(4)调节竖直伸缩阀使辅助装置提升，将土样放在铁丝网上，调节竖直伸缩阀使辅助装置下降，使土样与铁丝网完全浸没液体石蜡中，待土样表面无气泡产生时，读取天平度 数，记录此时烧杯、液体石蜡、铁丝网、铜丝以及土样的整体质量m5。采用本方法时，所述的测量的控制室温为20°C 25°C。当测量较大土样时，可适当增大烧杯容量以及液体石蜡用量，或是将其切割成多个小土样分别测量求和的方法。当利用本专利技术方法测量多个土样体积时，每次试验完毕用吸水纸擦干铁丝网与铜丝，进行下一个土样体积测量时，应重复上述步骤(2)、(3)、(4)各一次。测试土样的体积根据下式计算F=H 屻 Ps式中V-土样体积(cm3),精确至O. Olcm3 ;m2-试验土样质量(g),精确至O. OOlg ;m4-浸入液体石蜡后，烧杯、液体石蜡、铁丝网以及铜丝的整体质量(g)，精确至O. OOlg ； m5-浸入液体石蜡后，烧杯、液体石蜡、铁丝网、铜丝以及土样的整体质量(g),精确至 O. OOlg ；P 液体石蜡密度(g/cm3)。一种测量裂隙土体积的测量装置，它包括电子天平、托盘、烧杯、铜丝、支座、水平支杆、竖直支杆、水平伸缩阀、竖直伸缩阀、液体石蜡、铁丝网。其连接关系是水平放置电子天平，天平托盘上放置装有液体石蜡的烧杯，四根铜丝一端绑接在铁丝网的外边缘，测量时将铁丝网完全浸没在液体石蜡中。四根铜丝绑接水平支杆上，水平支杆与竖直支杆相连，竖直支杆下部连接支座，水平支杆与竖直支杆带伸缩功能，可通过水平伸缩阀与竖直伸缩阀调节辅助装置的水平伸缩距离与高度，测量时用以升降铜丝、铁丝网及土样高度。本专利技术的有益效果(I)本专利技术采用装置结构简单，便于制作，操作方法简单便捷，整个测量过程不超过5分钟。(2)本专利技术基于浮力法，利用物体所受浮力作用的质量的测量转化为体积的测量，物理意义明确。试验结果表明，本专利技术方法对于裂隙土样体积的测量，准确性较高。(3)本专利技术采用液体石蜡为提供浮力溶液，实验材料造价低，无毒，可多次使用。附图说明图I为一种测量裂隙土体积的测量装置的结构示意图。图2为一种铜丝在铁丝网绑接的位置示意图。其中I 一电子天平；2 —托盘;3 —烧杯；4 一铜丝(分为第一铜丝4a、第二铜丝4b、第三铜丝4c、第四铜丝4d) ;5-支座；6_水平支杆；7_竖直支杆；8_水平伸缩阀；9_竖直伸缩阀；10 —液体石腊；11 一铁丝网。具体实施例方式实施例I: 为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。一种测量裂隙土体积的测量方法，其步骤是(I)取圆形面积为150cm2的铁丝网11，在铁丝网11边缘对称绑接四根等长度铜丝4，第一铜丝4a、第二铜丝4b、第三铜丝4c、第四铜丝4d，长度各为10cm。取容量为400ml的烧杯3，倒入约300ml的液体石蜡10。将四根铁丝4绑接在水平支杆6上。将装有液体石蜡10的烧杯3放在天平托盘2上。(2)用精度O. 001的天平I称取铁丝网11与第一铜丝4a、第二铜丝4b、第三铜丝4c、第四铜丝4d的总质量Hi1 ;用精度O. 001的天平I称取试验土样质量m2 ;称量液体石蜡10与烧杯3的总质量m3。(3)调节水平伸缩阀8与竖直伸缩阀9使铁丝网11完全浸没液体石蜡10中，记录此时烧杯3、液体石蜡10、铁丝网11以及第一铜丝4a、第二铜丝4b、第三铜丝4c、第四铜丝4d的整体质量m4。(4)调节竖直伸缩阀9使辅助装置提升，将土样放在铁丝网11上，调节竖直伸缩阀9使辅助装置下降，使土样与铁丝网11完全浸没液体石蜡10中，待土样表面无气泡产生时，记录此时烧杯3、液体石蜡10、铁丝网11、第一铜丝4a、第二铜丝4b、第三铜丝4c、第四铜丝4d以及土样的整体质量m5。采用本方法时应控制室温20°C 25°C。当测量较大土样时，可适当增大烧杯3容量以及液体石蜡10用量，或是将其切割成多个小土本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量裂隙土体积的测量方法，其步骤是:（1）取圆形面积为150cm2的铁丝网，在其边缘对称绑接四根长度铜丝，铜丝长度10cm，取容量为400ml的烧杯，倒入300ml的液体石蜡，将装有液体石蜡的烧杯放在天平托盘上，将四根铜丝绑接在水平支杆上；（2）用精度0.001的天平称取试验土样质量m2；（3）调节水平伸缩阀与竖直伸缩阀使铁丝网完全浸没液体石蜡中，读取天平度数，记录此时烧杯、液体石蜡、铁丝网以及铜丝的整体质量m4；（4）调节竖直伸缩阀使辅助装置提升，将土样放在铁丝网上，调节竖直伸缩阀使辅助装置下降，使土样与铁丝网完全浸没液体石蜡中，土样表面无气泡产生，读取天平度数，记录此时烧杯、液体石蜡、铁丝网、铜丝以及土样的整体质量m5；所述的测量的控制室温为20℃~25℃,测量土样体积，每次试验完毕用吸水纸擦干铁丝网与铜丝，进行下一个土样体积测量，重复上述步骤（2）、（3）、（4）各一次;测试土样的体积根据下式计算：V=m2-(m5-m4)ρs式中：V？土样体积cm3；m2—试验土样质量g；m4—浸入液体石蜡后，烧杯、液体石蜡、铁丝网以及铜丝的整体质量g；m5—浸入液体石蜡后，烧杯、液体石蜡、铁丝网、铜丝以及土样的整体质量g；ρs—液体石蜡密度g/cm3。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张先伟，孔令伟，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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。