[發明專利]考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201310697292.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104730223B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 張明;汪保明;王松江;張石友
• 申請（專利權）人: 河南省電力勘測設計院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 張春,李想

技術領域

本發明涉及一種膨脹土SWCC曲線測試裝置及方法，具體涉及一種考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試裝置及方法。

背景技術

膨脹土是土中黏粒成分主要由親水性礦物組成同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。各種膨脹類材料，包括傳統巖土工程中的膨脹土材料，以及環境巖土工程中核廢料處置領域的膨潤土材料和固體廢棄物處置領域的污泥屏障材料，由于其吸水膨脹、失水收縮的特性，不考慮其體積變化的SWCC曲線不能準確反映膨脹土的土壤水分特征。

發明內容

本發明要解決的技術問題是不考慮膨脹土體積變化的SWCC曲線不能準確反映膨脹土的土壤水分特征，提供一種結構簡單，使用方便的考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試裝置及方法。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試裝置，包括壓力腔，壓力平衡系統和試樣放置裝置，壓力平衡系統通過閥門I與壓力腔相通，通過閥門II與試樣放置裝置相通，設有試樣放置裝置底部與排水系統相連，壓力腔頂部設有排氣孔。

所述的試樣放置裝置包括用于盛放試樣的底座，試樣和底座之間設有透水石，透水石底部放置底部濾紙；試樣上部設有頂部濾紙，頂部濾紙上設有頂蓋，所述的試樣放置裝置外側附有柔性薄膜。

所述的試樣為圓柱形試樣。

所述的頂蓋上設有頂蓋開口，頂蓋開口通過導管III與閥門II相通，底座上設有底座開槽。

所述的排水系統包括通過底座開槽與試樣放置裝置相通的排水管道，與排水管道相通設有出水量管。

所述的壓力平衡系統包括與閥門I相通的導管I，與閥門II相通的導管II，導管I和導管II之間設有進水量管，所述的導管II上設有進氣管。

一種考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試方法，其特征在于：它包括以下步驟：

①將飽和的試樣安裝在底座上，試樣和底座之間設置透水石，透水石底部放置底部濾紙，試樣上部放置頂部濾紙，頂部濾紙上放置頂蓋，放好后，在上述的試樣放置裝置外側用柔性薄膜包裹，用封閉圈勒緊柔性薄膜，防止壓力腔內的水分進入試樣；

②打開閥門I將壓力腔內充滿水分后關閉；

③調整進水量管的位置，使試樣承受壓力為原狀樣固結壓力，讀取刻度e_i0；調整出水量管高度，使量管內液面高度位于試樣中間，讀取刻度e_o0；

④打開閥門I和閥門II給壓力腔內和試樣加第一級壓力j₁，即為試樣對應的吸力，讀取進水量管刻度e_i1和出水量管刻度e_o1；試樣在第一級吸力值j₁下體積減小量為e_i0-?e_i1，水分減小量為e_o0-?e_o1；

⑤逐級加壓，重復記錄，可得多組u、ei和eo，即可得到吸力-孔隙率-含水率三者之間的關系。

本發明實現了對考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線的測量，其操作簡單方便，花費少。上述測量裝置適用于測量各種膨脹類材料，包括傳統巖土工程中的膨脹土材料，以及環境巖土工程中核廢料處置領域的膨潤土材料和固體廢棄物處置領域的污泥屏障材料。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種考慮體積變化的膨脹土SWCC曲線測試裝置，包括壓力腔1，壓力平衡系統2和試樣放置裝置3，壓力平衡系統2通過閥門IA與壓力腔1相通，通過閥門IIB與試樣放置裝置3相通，設有試樣放置裝置3底部與排水系統4相連，壓力腔1頂部設有排氣孔5。閥門IA管控壓力腔內即試樣承受的圍壓；閥門IIB管控試樣的壓力，壓力腔1頂部設有的排氣孔5用于初期注水時排除腔內氣體；壓力腔1為有機玻璃構成的壓力腔。

所述的試樣放置裝置3包括用于盛放試樣32的底座31，試樣32和底座31之間設有透水石33，透水石33底部放置底部濾紙34；試樣32上部設有頂部濾紙35，頂部濾紙35上設有頂蓋36，所述的試樣放置裝置3外側附有柔性薄膜39，柔性薄膜通過封閉圈勒緊。

所述的試樣32為圓柱形試樣。

所述的頂蓋36上設有頂蓋開口37，頂蓋開口37通過導管III25與閥門IIB相通，底座31上設有底座開槽38。