[發(fā)明專利]一種漸進(jìn)式干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置與使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711267061.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN107817175A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任克彬;楊振威;李新明;尹松;盧天佑;劉晨輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南省文物建筑保護(hù)研究院
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24;G01N1/28;G01N33/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土質(zhì)干濕循環(huán)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種漸進(jìn)式干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置與使用方法。

背景技術(shù)

城墻或路基等在修筑完成后均暴露于自然環(huán)境中，受多種自然外力的作用下土質(zhì)劣化，強(qiáng)度降低，進(jìn)而影響城墻或路基的長期穩(wěn)定性，這其中以干濕循環(huán)影響最為顯著與突出。因此，干濕循環(huán)作用對(duì)土體物理力學(xué)特性的研究自然成為學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的重點(diǎn)。目前的研究均認(rèn)為干濕循環(huán)路徑、干濕循環(huán)方法等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大。

干濕循環(huán)方法主要是通過制備環(huán)刀樣或三軸樣，“干”這一過程主要通過烘箱或烤燈等裝置完成，“濕”過程主要通過將環(huán)刀樣或三軸樣飽和、或通過添加一定量的水等方法來完成。還有就是通過恒溫恒濕箱，在控制一定溫度和濕度下進(jìn)行試驗(yàn)，獲得“干濕循環(huán)”對(duì)土體力學(xué)參數(shù)的影響。但這些“干濕循環(huán)”過程在進(jìn)行試驗(yàn)操作過程中，均不可避免的出現(xiàn)“干”過程中土樣掉渣、“濕”過程土樣易損壞等問題。更為重要的是，單元土樣不能真實(shí)模擬實(shí)際工程中土體干濕循環(huán)的影響。

土柱模型試驗(yàn)多用于土壤學(xué)，模擬田間土壤和地下水之間的關(guān)系以及用于測(cè)量毛細(xì)水上升高度等方面。在用于土體干濕循環(huán)方面，土柱模型試驗(yàn)與工程實(shí)際工程更加符合，測(cè)試結(jié)果更加可靠。但由于土柱體積大，干濕循環(huán)周期長，且常規(guī)干濕循環(huán)方法所需土柱數(shù)量多等缺點(diǎn)導(dǎo)致其應(yīng)用較少。

綜上所述，如何提供一種能真實(shí)模擬實(shí)際工程中土體干濕循環(huán)、干濕循環(huán)周期短、所需土柱數(shù)量少的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。本申請(qǐng)還提供了本試驗(yàn)裝置的使用方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種漸進(jìn)式干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置與使用方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置能真實(shí)模擬實(shí)際工程中土體干濕循環(huán)、干濕循環(huán)周期短且試驗(yàn)裝置所需土柱數(shù)量少。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供了一種漸進(jìn)式干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置，包括供水容器、土柱系統(tǒng)和透氣系統(tǒng)，所述土柱系統(tǒng)與所述供水容器連接，所述透氣系統(tǒng)與所述土柱系統(tǒng)連接。所述供水容器為一同心雙圓柱形的容器，內(nèi)層的圓柱形容器構(gòu)成盛水容器，且所述盛水容器與所述土柱系統(tǒng)連接，外層的圓柱形容器構(gòu)成循環(huán)水容器，所述循環(huán)水容器和所述盛水容器通過循環(huán)系統(tǒng)連通，所述循環(huán)水容器和所述盛水容器的下端均設(shè)置有放水管，所述放水管上連接有開關(guān)；所述土柱系統(tǒng)包括底座、底層和若干標(biāo)準(zhǔn)層，所述底座上設(shè)置有透水孔，所述底層的底板與所述底座連接，所述底座與所述盛水容器連接，所述底層的上端與所述標(biāo)準(zhǔn)層連接，所述底層的底板上設(shè)置有若干第一通孔；所述透氣系統(tǒng)包括若干節(jié)插接在一起的透氣管，每節(jié)所述透氣管的壁上均設(shè)置有第二通孔，所述透氣管穿過所述標(biāo)準(zhǔn)層插入到所述底層的底板上表面，所述透氣管與所述底板連接，所述透氣管的上端高于所述標(biāo)準(zhǔn)層。

優(yōu)選地，所述循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵的入口與所述循環(huán)水容器內(nèi)的水連通，出口通過管道與所述盛水容器連通，所述循環(huán)水容器和所述盛水容器通過限位孔連通。

優(yōu)選地，所述底層的底板上設(shè)置一圓柱形凸起，所述凸起的上表面設(shè)置有連接孔，所述連接孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述透氣管的下端設(shè)置有外螺紋，且所述內(nèi)螺紋與所述外螺紋的尺寸相匹配。

優(yōu)選地，所述盛水容器中心位置設(shè)置有圓形凹槽，所述圓形凹槽的內(nèi)徑與所述底座的外徑尺寸相匹配，所述底座放置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)。

優(yōu)選地，所述底層包括空心圓柱、上環(huán)形翼板、下環(huán)形翼板和所述底板，所述底板與所述空心圓柱固接，所述上環(huán)形翼板、下環(huán)形翼板的內(nèi)徑與所述空心圓柱外徑相匹配并固接，所述上環(huán)形翼板和所述下環(huán)形翼板之間固接有第一加強(qiáng)肋。

優(yōu)選地，所述上環(huán)形翼板上表面與所述空心圓柱的上表面齊平，所述下環(huán)形翼板下表面與所述空心圓柱的下表面齊平，所述底層與所述標(biāo)準(zhǔn)層通過螺栓連接。

優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)層包括兩個(gè)半環(huán)形空心圓柱、兩個(gè)上半環(huán)形翼板和兩個(gè)下半環(huán)形翼板，所述上半環(huán)形翼板、下半環(huán)形翼板的內(nèi)徑與所述半環(huán)形空心圓柱外徑相匹配且固接，所述上半環(huán)形翼板和所述下半環(huán)形翼板之間固接有第二加強(qiáng)肋，所述半環(huán)形空心圓柱的壁上設(shè)置有第三通孔，所述第三通孔上連接橡膠塞。

優(yōu)選地，所述上半環(huán)形翼板上表面與所述半環(huán)形空心圓柱上表面齊平，所述下半環(huán)形翼板下表面與所述半環(huán)形空心圓柱下表面齊平，所述標(biāo)準(zhǔn)層之間通過螺栓連接。

本發(fā)明還公開了一種漸進(jìn)式干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的使用方法，該方法應(yīng)用以上所述的漸進(jìn)式干濕循環(huán)的試驗(yàn)裝置，包括如下步驟：