[發(fā)明專利]一種黃土濕陷系數(shù)分層原位測試裝置及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710362531.9
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN106989993B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武小鵬;米維軍;屈耀輝;劉賀業(yè);熊治文;韓龍武;周有祿;李奮;趙永虎;苗學(xué)云
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興學(xué)院;中鐵西北科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

一種黃土濕陷系數(shù)分層原位測試裝置及測試方法，該裝置包括支架、測力環(huán)、傳力機(jī)構(gòu)和承壓機(jī)構(gòu)，支架上有千斤頂，承壓機(jī)構(gòu)包括底面沉降盤和承載板，承載板和沉降盤之間安裝有透水石，承載板和沉降盤上均有透水孔。挖探井，承壓機(jī)構(gòu)裝于傳力機(jī)構(gòu)一端，放入探井，傳力機(jī)構(gòu)上端安裝測力環(huán)，千斤頂給測力環(huán)加載，分級加載至最大加荷，浸水并觀測附加沉降，記錄該層黃土的附加濕陷量，加大探井深度，重復(fù)上述步驟，得到每層黃土的附加濕陷量，計算黃土濕陷系數(shù)，參照國標(biāo)計算黃土濕陷量，評價黃土濕陷性。該測試方法克服了取樣過程對土體原狀性的擾動，測試結(jié)果與浸水試驗實測結(jié)果十分接近，且試驗周期短、費用低、耗水量小，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程地質(zhì)勘察技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種土體物理參數(shù)原位測試裝置，特別涉及一種黃土濕陷系數(shù)分層原位測試裝置；本發(fā)明還涉及一種用該裝置測試黃土濕陷系數(shù)的方法。

技術(shù)背景

濕陷性是黃土最特殊的工程性質(zhì)之一，對黃土濕陷性作出客觀評價是濕陷性黃土區(qū)工程勘察的核心和設(shè)計的基礎(chǔ)。我國對黃土濕陷性的測試方法，主要以現(xiàn)場取原狀樣、在室內(nèi)開展浸水壓縮試驗為主要手段。但因黃土性質(zhì)的復(fù)雜性，以及受各種因素的影響，通過常規(guī)室內(nèi)壓縮試驗判定黃土濕陷性的方法存在很大的局限性，即使采用開挖探井人工取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗，判定的場地濕陷類型、濕陷等級及濕陷性黃土下限也往往與現(xiàn)場實測結(jié)果存在較大差異，很難準(zhǔn)確反映現(xiàn)場的實際情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種黃土濕陷系數(shù)分層原位測試裝置，不僅能夠有效避免取樣過程及制樣對試樣繞動造成的測試結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，而且能提高效率、縮短試驗周期、降低消耗。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用上述裝置測試黃土濕陷系數(shù)的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種黃土濕陷系數(shù)分層原位測試裝置，包括支架、測力環(huán)、傳力機(jī)構(gòu)和承壓機(jī)構(gòu)，支架上安裝有千斤頂，傳力機(jī)構(gòu)由多根傳力管依次連接而成，傳力管兩端的側(cè)壁上均加工有多個排氣孔；承壓機(jī)構(gòu)包括底面加工有凹槽的沉降盤，沉降盤上加工有若干個與該凹槽連通的第一透水孔，沉降盤上固接有管狀的接管和筒形的圍欄，接管位于圍欄內(nèi)，接管與沉降盤固接的端面上加工有多個倒置的U形的散水孔，該多個散水孔均布于接管的側(cè)壁上，并位于同一圓周上；沉降盤下面安裝有承載板，承載板朝向沉降盤的端面上加工有凹坑，承載板上加工有若干個與該凹坑連通的第二透水孔；承載板與沉降盤之間設(shè)有透水石，透水石位于承載板上的凹坑和沉降盤上的凹槽圍成的空腔內(nèi)；使用時，將承壓機(jī)構(gòu)與傳力機(jī)構(gòu)的一端相連接，使沉降盤與傳力機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置，將測力環(huán)安裝于傳力機(jī)構(gòu)的另一端。

本發(fā)明所采用的另一個目的是提供一種用上述測試裝置測試黃土濕陷系數(shù)的方法，具體按以下步驟進(jìn)行：

1）在需要測試的區(qū)域開挖探井至預(yù)定深度，清除探井底部虛土并整平，探井底部的原狀黃土為預(yù)測試土體；

2）將承壓機(jī)構(gòu)與傳力機(jī)構(gòu)的一端相連接，使沉降盤與傳力機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置，吊起，使承壓機(jī)構(gòu)朝下，放入探井內(nèi)，直至承壓機(jī)構(gòu)安放到預(yù)測試土體上；

3）將測力環(huán)安裝于傳力機(jī)構(gòu)的上端，使測力環(huán)的縱軸線與傳力機(jī)構(gòu)的中心線同軸；

4）在探井口安裝支架，使千斤頂活塞桿的中心線與測力環(huán)的縱軸線同軸；

5）通過千斤頂給測力環(huán)分級施加壓力至最大加荷：探井深度不超過10m時，最大加荷至200kPa，每級加壓增量50kPa；探井深度大于10m時，最大加荷至上覆土的飽和自重壓力，當(dāng)上覆土的飽和自重壓力大于300kPa壓力時，仍用300kPa，每級加壓增量仍為50kPa；記錄每級荷載作用下的下沉量和荷載作用時間，直至穩(wěn)定；

6）浸水并觀測附加沉降：加至最大加荷后保持荷載不變，往探井內(nèi)浸水，浸水過程中間隔10min測度一次附加變形量，直至達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，整個試驗過程中保持水頭在5cm；記錄該層黃土的附加濕陷量ΔF_si；