[發明專利]測量土樣干濕循環脹縮變形量的試驗方法及裝置

有效

• 申請號: 201610137774.8
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105651154B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 熊仕伶;周翼華;于富家;劉開陽;肖瑤
• 申請（專利權）人: 中國路橋工程有限責任公司
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30;G01N33/24
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;薛峰

本發明提供了一種測量土樣干濕循環脹縮變形量的試驗方法及裝置，該裝置包括：試驗模具；試樣環，置于試驗模具中，用于放置測量干濕循環脹縮變形量的土樣；上部透水石，置于試樣環上方，用于向土樣注水以進行土樣膨脹試驗；下部透水石，置于試樣環下方，用于排出注入土樣的多余水分；加熱部件，置于試驗模具外圍，用于對膨脹試驗后得到的膨脹土樣進行加熱，以使膨脹土樣干燥失水進行土樣收縮試驗；測量部件，置于上部透水石上方，用于測量經上部透水石向土樣進行注水時所產生的土樣膨脹變形量，和/或，測量經加熱部件加熱膨脹土樣所產生的土樣收縮變形量。采用本發明提供的裝置，能夠更加精確地評價土樣的吸水膨脹性和失水收縮特性。

技術領域

本發明涉及公路建設領域，特別是涉及一種測量土樣干濕循環脹縮變形量的試驗方法及裝置。

背景技術

黑棉土是在東部非洲廣泛分布的一種以蒙脫石、伊利石等粘土礦物為主要成分的特殊粘土，具有裂隙性和超固結性，遇水劇烈膨脹，失水則會產生較大收縮，導致修筑在黑棉土的構筑物產生開裂等破壞，造成極大的安全問題和經濟損失。尤其在反復干濕循環條件下，黑棉土地基或路基會產生劇烈的膨脹和收縮的反復變形，使建筑物或構筑物產生極大的附加應力，當超過材料的抗拉強度時，建筑物或構筑物產生開裂。

通常情況下，修筑在黑棉土路基上的建筑物或構筑物有兩種破壞模式。當大氣降雨時，建筑物或構筑物外邊界處的黑棉土的含水量增加，發生膨脹變形，但是由于黑棉土的低滲透性，建筑物或構筑物路基范圍內的黑棉土含水量穩定，不發生變形，造成建筑物或構筑物路基結構兩邊翹起。當大氣蒸發失水時，建筑物或構筑物外邊界處黑棉土由于失水而收縮，建筑物或構筑物路基范圍內的黑棉土則不發生變形，從而導致建筑物或構筑物中間拱起。無論哪種破壞模式，由于路基存在基底脫空，在外部荷載作用下都會產生較大的附加應力，從而導致路基結構產生開裂。黑棉土作為地基或路基填料，直接受大氣作用影響，而大氣降雨和蒸發具有周期性，因此如何評價大氣營力作用下黑棉土反復脹縮特性具有重要意義。

現有技術中，現有的試驗方法只能分別評價黑棉土的膨脹性和自由收縮特性，即黑棉土的脹縮性是分開測量的，其中，無荷膨脹率或有荷膨脹率試驗用于測量黑棉土的膨脹性，自由收縮試驗用于測量黑棉土的收縮性，因此，不能反映黑棉土在大氣降雨-蒸發作用下的反復脹縮特性，進而無法判斷黑棉土是否可以作為地基或路基填料，并制定相應的處治措施。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的測量土樣干濕循環脹縮變形量的試驗裝置及方法。

基于本發明的一個方面，提供了一種測量土樣干濕循環脹縮變形量的試驗裝置，該裝置包括：

試驗模具；

試樣環，置于所述試驗模具中，用于放置測量干濕循環脹縮變形量的土樣；

上部透水石，置于所述試樣環上方，用于向所述土樣注水以進行土樣膨脹試驗；

下部透水石，置于所述試樣環下方，用于排出注入所述土樣的多余水分；

加熱部件，置于所述試驗模具外圍，用于對膨脹試驗后得到的膨脹土樣進行加熱，以使所述膨脹土樣干燥失水進行土樣收縮試驗；

測量部件，置于所述上部透水石上方，用于測量經所述上部透水石向所述土樣進行注水時所產生的土樣膨脹變形量，和/或，測量經所述加熱部件加熱所述膨脹土樣所產生的土樣收縮變形量。

可選地，所述裝置還包括：

試模外環，置于所述試樣環的上方且固定于所述試驗模具的底板，以使所述土樣沿所述試樣環的軸向方向膨脹或收縮。

可選地，所述裝置還包括：

排水閥，置于所述試驗模具的底板，位于所述下部透水石下方，用于排出經所述下部透水石排出的所述土樣的多余水分。