[發明專利]一種聯合測定土水特征與滲透性曲線的試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201710155057.2
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106896047B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 張亞國;李華;李同錄;李萍;翟張輝
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種聯合測定土水特征與滲透性曲線的試驗裝置及方法，裝置包括環刀架底座，環刀架底座上固定連接有環刀架，環刀架內側設置有若干大小相同且豎向疊置的含土樣環刀，環刀之間設置有測量基質吸力濾紙。最上層的環刀為內嵌透水石環刀，內嵌透水石環刀正上方設置有供水系統，供水系統包括mariotte瓶與供水量筒，供水量筒底部為已知滲透系數的陶土板。利用該裝置能夠聯合測定完整的土水特征曲線和滲透性曲線；且只需用環刀取較小的土樣即可，取樣簡單快捷，且便于保護運輸；同時避免了傳統方法中探針插入土樣引起的擾動，以及由于探針探頭主體外置，測定結果易受干擾，數據離散性大的問題。

技術領域

本發明屬于非飽和土土水特性測試技術領域，涉及一種聯合測定非飽和土土水特征曲線與滲透性曲線的試驗裝置及方法。

背景技術

地下水位以上的土體處于非飽和狀態，其土水特性直接影響其工程性質。因而，對非飽和土的土水特征曲線和滲透性曲線進行快速、準確地測定，具有重要的工程意義。

目前用于聯合測定非飽和土土水特征曲線(Soil water characteristic curve,SWCC)和滲透性曲線的試驗方法為瞬態剖面土柱試驗法。該方法是將整段土柱嵌入玻璃筒內，一端給以穩定水頭，通過等間距地在土柱上插入一組水分計和吸力探頭，測定不同時刻含水率和基質吸力沿土柱的分布曲線，根據獲得的兩組曲線可同時求得土體的土水特征曲線及非飽和滲透性曲線。

現有的瞬態剖面土柱試驗法存在以下缺點：試驗中采用的張力計是以大氣壓作為氣壓源，測量的基質吸力范圍不超過100kPa，因而難以得到完整的土水特征曲線SWCC和滲透性曲線；探針插入過程對土樣有擾動，且探頭主體外置，干擾因素多，可靠性低，測定的數據離散性大；原狀大土柱一般直徑為30-40cm，取樣存在困難，且運輸不便。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種聯合測定土水特征與滲透性曲線的試驗裝置及試驗方法，解決了現有技術測定曲線不完整、數據離散性高以及試驗土樣獲取困難的問題。

為達到上述目的，本發明所述一種聯合測定土水特征與滲透性曲線的試驗裝置，包括環刀架底座，所述環刀架底座上固定連接有第一環刀架，所述第一環刀架為半圓筒，所述第一環刀架內側設置有若干大小相同且疊置的環刀，所述每兩個環刀之間設置有兩張普通濾紙，所述兩張普通濾紙之間設置有測量基質吸力濾紙，最上層的環刀為內嵌透水石環刀，所述內嵌透水石環刀正上方設置有供水系統。

所述第一環刀架外側固定連接有第二環刀架，所述第二環刀架為半圓筒，所述第二環刀架用于暫時放置已經稱量過的含土樣環刀。

所述第一環刀架和第二環刀架的外側面均設置有若干對用于固定橡皮筋的掛鉤，所述第一環刀架上的每個環刀對應一對掛鉤，所述橡皮筋用于對豎向疊置的環刀形成的環刀柱進行固定。

所述供水系統包括mariotte瓶和供水量筒，所述供水量筒置于內嵌透水石環刀正上方上，所述mariotte瓶外壁標有刻度，懸置于供水量筒正上方，所述mariotte瓶用于在測量過程中提供穩定水頭，供水量筒底部為已知滲透率的陶土板。

所述測量基質吸力濾紙為Whatman No.42濾紙。

一種聯合測定土水特征與滲透性曲線的試驗方法，包括下列步驟：