[發(fā)明專利]土體膨脹凍脹聯(lián)合測試裝置及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410062316.3
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103776984A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐麗麗;張濱;劉麗佳;李兆宇;孫景路;曲祥民;陶琦
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江省水利科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N25/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

1.土體膨脹凍脹聯(lián)合測試裝置，其特征在于該土體膨脹凍脹聯(lián)合測試裝置包括恒溫箱（1）、頂板低溫循環(huán)浴（11）、底板低溫循環(huán)浴（12）、試樣盒（9）、頂板（6）、多個(gè)熱敏電阻溫度計(jì)（7）、位移傳感器（8）、供水裝置（2）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（3）和主控計(jì)算機(jī)（4），其中試樣盒（9）為有機(jī)玻璃圓筒，在恒溫箱（1）的下部設(shè)置有頂板低溫循環(huán)浴（11）和底板低溫循環(huán)浴（12），試樣盒（9）置于恒溫箱（1）內(nèi)的底板（5）上，頂板（6）安放到試樣盒（9）頂部并通過導(dǎo)管（61）與頂板低溫循環(huán)浴（11）的出口相連接，試樣盒底部的底板（5）通過導(dǎo)管（51）與底板低溫循環(huán)浴（12）的出口相連接，在試樣盒（9）的側(cè)壁、頂板（6）和底板（5）上均插有熱敏電阻溫度計(jì)（7），頂板（6）的上方安裝有位移傳感器（8），底板（5）的下表面通過水管（21）連接供水裝置（2），熱敏電阻溫度計(jì)（7）與位移傳感器（8）的信號輸出端分別連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（3）的信號輸入端，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（3）的信號輸出端連接主控計(jì)算機(jī)（4）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體膨脹凍脹聯(lián)合測試裝置，其特征在于熱敏電阻溫度計(jì)（7）沿試樣盒（9）的徑向方向插入試樣盒（9）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體膨脹凍脹聯(lián)合測試裝置，其特征在于在試樣盒（9）的側(cè)壁上插有多個(gè)熱敏電阻溫度計(jì)（7），相鄰兩個(gè)熱敏電阻溫度計(jì)沿試樣盒（9）的軸向方向的間隔為1cm。

4.土體膨脹凍脹聯(lián)合測試方法，其特征在于土體膨脹凍脹聯(lián)合測試方法按下列步驟實(shí)現(xiàn)：

一、將試驗(yàn)土料裝入試驗(yàn)盒中，使用壓力機(jī)將土體壓制成型，得到土體試樣；

二、在底板上鋪設(shè)透水石和濾紙，放入步驟一得到的土體試樣，然后在土體試樣的上表面再放上濾紙和透水石，加蓋頂板，完成土體試樣的裝樣；

三、在試樣盒的側(cè)壁、頂板和底板上插入熱敏電阻溫度計(jì)，在頂板的上方安裝位移傳感器，連接頂板低溫循環(huán)管路和底板低溫循環(huán)管路，再連接上底板的供水裝置，供水排除底板內(nèi)氣泡，最后連接電路完成聯(lián)合測試裝置的組裝；

四、開啟恒溫箱，設(shè)定恒溫箱內(nèi)的溫度為20℃，調(diào)節(jié)頂板低溫循環(huán)浴和底板低溫循環(huán)浴的溫度為20℃，完成初始溫度調(diào)節(jié)；

五、通過供水裝置自下而上向試樣盒內(nèi)注水，使水面高出土體試樣5mm，當(dāng)位移傳感器讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，記錄位移傳感器的初始讀數(shù)z₀（mm）；

六、記錄24～48h期間內(nèi)某一時(shí)間的位移傳感器讀數(shù)z_t（mm），按如下的公式(Ⅰ)計(jì)算無荷載膨脹率；

δe=zt-z0h0×100---(I)]]>

其中δ_e—時(shí)間為t時(shí)的無荷載膨脹率(%)；

h₀—土體試樣的高度（mm）；

七、調(diào)節(jié)恒溫箱內(nèi)的溫度為1℃，調(diào)節(jié)頂板低溫循環(huán)浴和底板低溫循環(huán)浴的溫度為1℃，恒溫至土體試樣達(dá)到1℃，完成凍脹初始溫度調(diào)節(jié)；

八、將頂板溫度調(diào)節(jié)到-15℃，保持0.5h，然后再將頂板溫度調(diào)節(jié)到-2℃，使土體試樣的溫度以0.3℃/h的速度下降，持續(xù)72h后記錄位移傳感器讀數(shù)z′_t（mm）；

九、將土體試樣從試樣盒中取出，測量土體試樣的凍結(jié)深度H_f（mm），計(jì)算總凍脹量△h=z′_t-z_t，再按如下的公式（Ⅱ）計(jì)算凍脹率，完成土體膨脹凍脹聯(lián)合測試；

η=ΔhHf×100---(II)]]>

其中η—凍脹率（%）；

△h—總凍脹量（mm）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土體膨脹凍脹聯(lián)合測試方法，其特征在于步驟一土體試樣的密度為1.5g/cm³～1.7g/cm³。