[發明專利]粗顆粒土雙進氣值土水特征曲線的測試裝置

有效

• 申請號: 201410726905.7
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104597227A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 陳仁朋;吳進;楊國濤;亓帥;邊學成
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中國鐵路總公司
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種測試裝置，尤其是涉及一種粗顆粒路基填料雙進氣值土水特征曲線的測試裝置。

背景技術

高鐵路基作為主要結構物要求設計使用年限100年。路基基床表層是級配碎石，基床底層是粗顆粒土，往往含有一定比例的細顆粒（粒徑小于0.075mm），各種規格填料細顆粒含量不超過30%。路基壓實過程中形成團粒結構，孔隙大小分布呈雙峰型（團粒間孔隙結構和團粒內孔隙結構），大小孔隙群均對應不同的進氣值。雙進氣值土水特征曲線決定了粗顆粒路基填料非飽和滲透系數，進而影響到路基水分運移。因此，粗顆粒路基填料雙進氣值土水特征曲線的研究是路基水分災害產生及控制的關鍵科學問題。

目前，粗顆粒土體土水特征曲線可通過兩種方法獲得，基于孔隙分布的理論推導和室內試驗測定。理論推導方面：通過壓汞試驗（MIP）測定土體內部孔隙分布，結合理論公式，推導粗顆粒土的土水特征曲線。由于影響非飽和土體土水特征曲線的因素很多，可能會因某一個或多個因素的影響使得土水特征曲線發生較大變化，以致推算出的結果誤差較大，且上述推導多集中于單孔隙群分布。室內試驗測定方面：主要通過三軸壓力板儀和大直徑滲透筒，但三軸壓力板儀所測試樣粒徑較小，制樣難度較大，且在沒有外加氣壓源作用下的大直徑滲透筒，所測基質吸力范圍較窄，試驗精度不夠。因此，如何通過試驗手段測定粗顆粒路基填料不同孔隙群下雙進氣值土水特征曲線成為路基內部水分研究過程中所關注的重要問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粗顆粒路基填料雙進氣值土水特征曲線的測試裝置，通過飽和裝置均勻飽和試樣后，外部氣壓源連接配壓閥輸入高精度的低壓力，粗顆粒大孔隙結構通過底部陶土板開始排水，并儲存在水收集系統的滴管中。當鎮流管液面靜止時，試樣達到平衡狀態，所施加氣壓力值等于土體內部的基質吸力，通過滴管液面變化可求得試樣內部所含水分，逐級增大氣壓力值，從而得出粗顆粒填料雙進氣值土水特征曲線。

本發明采用的技術方案如下：

本發明在圓筒形的裝樣容器的底蓋上裝有多孔陶土板或金屬板，在裝有多孔陶土板時，在陶土板上面鋪設多孔板密封“O”圈，裝樣容器的頂蓋底面鋪設尼龍網，裝樣容器的底蓋和頂蓋用螺栓連接成一體；水頭穩定裝置分別與儲水容器和水箱連接，水頭穩定裝置下部的進水管經第一閥門和排水管從裝樣容器的底蓋接入；滴管的出口經第二閥門與Y形管的第一端連接，Y形管的第二端經第三閥門與所述排水管連接，Y形管的第三端與鎮流管的一端連接，鎮流管的另一端接液位標記；裝樣容器的底蓋上開有排氣口，氣壓源經配壓閥和進氣管從裝樣容器的頂蓋接入，裝樣容器的頂蓋還開有排水口。

所述底蓋上面開有梅花形凹槽，梅花形凹槽中心與排水管連接。

所述水箱位于水頭穩定裝置的上方；儲水容器頂部位置要低于水頭穩定裝置穩定的液面。

所述多孔陶土板為進氣值為15Bar的多孔陶土板。

所述所述尼龍網規格為8000目。

本發明具有的有益效果是：

試樣飽和后，通過壓力控制系統中的配壓閥精確輸入低壓力值，試樣內部水分通過多孔陶土板排入水收集系統的鎮流管，并儲存在滴管中，當鎮流管水流靜止時，達到平衡狀態，外部施加氣壓力值即為試樣內部的基質吸力值，滴管液面的變化可求得試樣內部含水量，逐級增大壓力值，重復上述操作，直到團粒間孔隙開始排水，從而得到粗顆粒路基填料雙進氣值土水特征曲線，為粗顆粒填料水力學特性的研究提供一種測量手段。

附圖說明

圖1是本發明的正視圖。

圖2是圖1的A-A截面圖。

圖中：1、裝樣容器，2、多孔陶土板，3、試樣，4、帶有槽孔的底板，5、多孔板密封“O”圈，6、排水口，7、尼龍網，8、水頭穩定裝置，9、儲水容器，10、水箱，11、進水管，12、氣壓源，13、配壓閥，14、進氣管，15、排水管，16、排氣口，17、Y形管，18、液位標記，19、鎮流管，20、滴管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。