一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置及其评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置及其评价方法，该测试装置包括由玻璃浴缸、温度传感器、电阻式加热器、温度控制器、隔板、容置区、进水开关、进水管、进水储水容器、出水开关、出水管、微型耐高温水泵和出水储水容器组成的恒温水浴装置、由支撑架、支撑架底座和升降器组成的容器升降控制系统、由挂式电子称和可张缩挂钩组成的重量监测设备以及由挂环和不锈钢圆筛组成的测试容器；该评价方法包括组装测试装置、设定测试温度、安放测试土样、测试试验、稳定性评价和清理测试容器步骤。本发明专利技术不仅测试粘性土团聚体静态水稳定性的精度高，而且组装方便、操作简单和成本低，能够快速、有效地评价粘性土团聚体水稳定性能。

Test device for static water stability of cohesive soil aggregate and evaluation method thereof

Test device and evaluation method of the present invention relates to a viscous soil aggregates water static stability, the testing device comprises a glass bath, temperature sensor, resistance type heater, temperature controller, partition, containing area, water inlet pipe, the water inlet switch, a water storage container, water outlet pipe, micro switch, high temperature and water pump the water storage container is composed of constant temperature water bath device, which is composed of a supporting frame, a support base and a lifting device composed of a container lifting control system, by hanging electronic and telescopic pothook weight monitoring equipment and comprises a hanging ring and stainless steel round sieve test container; the evaluation method including assembly test device, test set temperature, soil test, test set, stability evaluation and test container cleaning steps. The invention not only tests the accuracy of the static water stability of cohesive soil aggregates, but also has the advantages of convenient assembly, simple operation and low cost, and can rapidly and effectively evaluate cohesive soil water stability performance of cohesive soil.

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该测试装置包括由玻璃浴缸、温度传感器、电阻式加热器、温度控制器、隔板、容置区、进水开关、进水管、进水储水容器、出水开关、出水管、微型耐高温水泵和出水储水容器组成的恒温水浴装置、由支撑架、支撑架底座和升降器组成的容器升降控制系统、由挂式电子称和可张缩挂钩组成的重量监测设备以及由挂环和不锈钢圆筛组成的测试容器；该评价方法包括组装测试装置、设定测试温度、安放测试土样、测试试验、稳定性评价和清理测试容器步骤。本专利技术不仅测试粘性土团聚体静态水稳定性的精度高，而且组装方便、操作简单和成本低，能够快速、有效地评价粘性土团聚体水稳定性能。【专利说明】
本专利技术属于土体工程
，特别是涉及。
技术介绍
团聚体的水稳定性是粘性土的重要性能指标之一。在土体工程领域中，粘性土团聚体水稳定性往往直接影响到整个土体工程的稳定性，特别是边坡、路堤、堤防等坡面工程，当今国内外将如何采用加固材料改良粘性土来解决问题已成为研究的热点。在加固土体工程中，粘性土团聚体遇水破坏机制主要有崩解、差异膨胀、物理-化学分散等，因此对改良前后的粘性土团聚体的水稳定性能的测试和评价是必不可少的工作。现有的团聚体稳定性测定通常采用湿筛法。湿筛法在操作过程中的筛子在水中的位置和筛子的运动方向很难保持一致，同时不同使用者采用该方法所选择的湿筛振荡频率、振荡幅度和时间也有较大的差异，这样在进行团聚体的水稳定性评价时，给所要评价对象选择合适的振荡频率、幅度和时间带来了许多困难。因此，在采用湿筛法进行大量的不同改良程度的粘性土团聚体进行水稳定性评价时，不仅所需的工作量大，而且还存在部分结果无法体现团聚体水稳定性的微小差异，导致评价结果出现失真。如中国专利申请201210036689.4公开了一种“测定土壤水稳性团聚体的装置及方法”，它虽具有可对四个样品进行同时测定以及可同时获得同一样品不同粒级的水稳性团聚体的优点，但还存在以下明显不足:一是该方法在测试过程中对剩余试样重量进行再次烘干称重，既给测试结果造成较大误差，又大大增加了工作量；二是没有考虑温度对团聚体水稳定性的影响，导致温度差异所造成测试结果对比失真；三是采用振动测试方式，无法实现对团聚体水稳定性的微小差异评价。如何克服现有技术的不足已成为当今土体工程
亟待解决的重点难题之O
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足而提供，本专利技术不仅测试粘性土团聚体静态水稳定性的精度高，而且组装方便、操作简单和成本低，能够快速、有效地评价粘性土团聚体水稳定性能。根据本专利技术提出的一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置，其特征在于包括由玻璃浴缸、温度传感器、电阻式加热器、温度控制器、隔板、容置区、进水开关、进水管、进水储水容器、出水开关、出水管、微型耐高温水泵和出水储水容器组成的恒温水浴装置、由支撑架、支撑架底座和升降器组成的容器升降控制系统、由挂式电子称和可张缩挂钩组成的重量监测设备以及由挂环和不锈钢圆筛组成的测试容器；其中:所述的玻璃浴缸位于支撑架横杆的正下方，并保持玻璃浴缸底部与支撑架的底座水平设置；所述的电阻式加热器位于玻璃浴缸底部；所述的温度传感器位于玻璃浴缸内侧；所述的温度控制器设于玻璃浴缸外部，与设于玻璃浴缸内部的温度传感器和电阻式加热器连接；所述的隔板位于电阻式加热器上部，并与玻璃浴缸内侧紧密黏贴；所述的进水开关和出水开关的底部与隔板顶部水平，并分别位于玻璃浴缸两侧；所述的进水储水容器与进水开关同侧，其上缘与玻璃浴缸的上缘水平设置；所述的出水储水容器与出水开关同侧；所述的微型耐高温水泵设于出水管与出水储水容器之间；所述的支撑架两侧杆的底部设有底座；所述的升降器设置于支撑架横杆中间位置；所述的重量监测设备与升降器底部连接，所述的测试容器设有与重量监测设备连接的挂环并位于测试容器的容置区内，挂环对称分布于不锈钢圆筛上缘。 根据本专利技术提出的基于以上所述的粘性土团聚体静态水稳定性的评价方法，其特征在于包括以下步骤: 1)组装测试装置:先将升降器安装在支撑架的横杆中，将电子称挂置升降器下端，将玻璃浴缸设置于支撑架内，然后用进水管和出水管分别将进水储水容器和出水储水容器与恒温水浴装置的进水开关和出水开关连接； 2)设定测试温度:开启进水开关将储水容器中的水引入玻璃浴缸内，直至达到设定水位20cm后关闭进水开关；开启温度控制器，通过电阻式加热器和温度传感器使水浴达到设定温度，并保持恒温直至测试结束； 3)安放测试土样:将圆筛上的挂环挂上可张缩挂钩后，将可张缩挂钩顶端设置挂式电子称下端，记录不锈钢圆筛与可张缩挂钩的总重量，记为Gs ;然后将待测土样均匀地铺置在不锈钢圆筛中； 4)测试试验:开启升降器将不锈钢圆筛缓慢下降至容置区，直到不锈钢圆筛中土样顶部位于水位线下2-3cm，记录不锈钢圆筛、可张缩挂钩和土样的总重量，记为Gtl，然后5分钟内每间隔30s记录一次电子称读数,记为G^GyGfGici ； 5)稳定性评价:测试完后，整理数据，通过以下公式计算出待测土样的水稳定系数，根据水稳定系数的大小评定粘性土团聚体的静态水稳定性；水稳定系数K的取值为10-100，其值越大，则粘性土团聚体的水稳定性越好；其中:水稳定系数 K= ( (Gtl-G1) *10+(Gtl-G2) *20+(Gtl-G3) *30+…+ (Gc1-Gltl) *100) /(Gtl-Gs)； 6)清理测试容器:测试试验结束后，关闭温度控制器，取出不锈钢圆筛，开启出水开关，利用微型耐高温水泵将玻璃水缸中的浑浊液抽至储水容器，抽干浑浊液后，开启进水开关，将储水容器中的清水引进玻璃水缸中清洗土样残留物，然后再用微型耐高温水泵抽干，不断重复直至完全清除玻璃水缸中的土样残留物。本专利技术与现有技术相比其显著优点在于:一是本专利技术为静态评价方法，能够有效避免采用现有振动测试方式因操作差异而引起的误差，满足了高精度测试的要求；二是本专利技术在测试过程中对剩余试样重量可实现实时采集，无需对测试后的试样进行再次烘干称重，既有效避免了再次烘干操作所造成的误差，又大大减少了工作量；三是本专利技术能够充分考虑温度对团聚体水稳定性的影响，避免温度差异所造成测试结果对比失真；四是本专利技术能够实现团聚体水稳定性的微小差异评价，给团聚体改良效果的鉴定提供一种简单、快速和有效的评价方法。本专利技术适用于边坡、路堤、堤防等坡面土体工程的粘性土团聚体水稳定性测试，特别适用于对粘性土团聚体水稳定性的微小差异评价。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术提出的一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置的结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图和实施例对本专利技术【具体实施方式】作进一步的详细描述。结合图1，本专利技术提出的一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置，它包括由玻璃浴缸(I)、温度传感器(2.)、电阻式加热器(3)、温度控制器(4)、隔板(5)、容置区(6)、进水开关(7)、进水管(8)、进水储水容器(9)、出水开关(10)、出水管(11)、微型耐高温水泵(12)和出水储水容器(13)组成的恒温水浴装置、由支撑架(14)、支撑架底座(15)和升降器组成的容器升降控制系统、由挂式电子称(17)和可张缩挂钩(18)组成的重量监测设备以及由挂环(19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘性土团聚体静态水稳定性的测试装置，其特征在于包括由玻璃浴缸（1）、温度传感器（2.）、电阻式加热器（3）、温度控制器（4）、隔板（5）、容置区（6）、进水开关（7）、进水管（8）、进水储水容器（9）、出水开关（10）、出水管（11）、微型耐高温水泵（12）和出水储水容器（13）组成的恒温水浴装置、由支撑架（14）、支撑架底座（15）和升降器（16）组成的容器升降控制系统、由挂式电子称（17）和可张缩挂钩（18）组成的重量监测设备以及由挂环（19）和不锈钢圆筛（20）组成的测试容器；其中：所述的玻璃浴缸（1）位于支撑架（14）横杆的正下方，并保持玻璃浴缸（1）底部与支撑架（14）的底座（15）水平设置；所述的电阻式加热器（3）位于玻璃浴缸（1）底部；所述的温度传感器（2）位于玻璃浴缸（1）内侧；所述的温度控制器（4）设于玻璃浴缸（1）外部，与设于玻璃浴缸（1）内部的温度传感器和电阻式加热器（3）连接；所述的隔板（5）位于电阻式加热器（3）上部，并与玻璃浴缸（1）内侧紧密黏贴；所述的进水开关（7）和出水开关（10）的底部与隔板（5）顶部水平，并分别位于玻璃浴缸（1）两侧；所述的进水储水容器（9）与进水开关（7）同侧，其上缘与玻璃浴缸（1）的上缘水平设置；所述的出水储水容器（13）与出水开关（10）同侧；所述的微型耐高温水泵（12）设于出水管（11）与出水储水容器（13）之间；所述的支撑架（14）两侧杆的底部设有底座（15）；所述的升降器（16）设置于支撑架（14）横杆中间位置；所述的重量监测设备与升降器（16）底部连接，所述的测试容器设有与重量监测设备连接的挂环（19）并位于测试容器的容置区（6）内，挂环（19）对称分布于不锈钢圆筛（20）上缘。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑾，张发明，孙少锐，魏继红，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：