[發明專利]一種非飽和土電滲試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910651480.0
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110274861A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 王華杰;王鐵行;焦丹;林蕓
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 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: 王艾華

本發明公開了一種非飽和土電滲試驗裝置及方法，包括試驗桶、底座、環形電極、蓋板、柱狀電極、直流電源、試驗土體金屬探針、用于檢測直流電源輸出電流的第一萬用表以及用于檢測試驗土體金屬探針上電壓的第二萬用表；試驗桶位于底座上，環形電極沿周向設置于試驗桶的內壁上，試驗桶的頂部開口，蓋板覆蓋于試驗桶的頂部開口處，柱狀電極穿過蓋板插入于試驗桶內，試驗土體金屬探針穿過蓋板插入于試驗桶內，直流電源與柱狀電極及環形電極相連接，柱狀電極及環形電極均與底座相連接，該裝置及方法能夠較為真實的模擬電勢作用下非飽和土的水分遷移規律，并且操作簡單，且電勢差可調。

技術領域

本發明屬于土工試驗技術領域，涉及一種非飽和土電滲試驗裝置及方法。

背景技術

電滲法是一種利用電能對地基進行加固的地基處理方法。在直流電場中，本身帶有負電荷的粘土顆粒向陽極移動，水化陽離子和水分子一起向陰極移動。實例證明，電滲法可以使土體的含水率在短時間內降低，完成固結以提高土體強度，相比常規地基處理方法，電滲法能加快地基處理的進度。目前，國內外電滲法的研究主要為室內一維立方體模型試驗，考慮到實際工況，一維立方體模型具有以下不足之處：(1)模型簡單，不能模擬實際工況；(2)無法控制電場邊界；(3)電極形式及設置方法單一；(4)試驗過程中不能靈活測試土體電勢差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種非飽和土電滲試驗裝置及方法，該裝置及方法能夠較為真實的模擬電勢作用下非飽和土的水分遷移規律，并且操作簡單，且電勢差可調。

為達到上述目的，本發明所述的非飽和土電滲試驗裝置包括試驗桶、底座、環形電極、蓋板、柱狀電極、直流電源、試驗土體金屬探針、用于檢測直流電源輸出電流的第一萬用表以及用于檢測試驗土體金屬探針上電壓的第二萬用表；

試驗桶位于底座上，環形電極沿周向設置于試驗桶的內壁上，試驗桶的頂部開口，蓋板覆蓋于試驗桶的頂部開口處，柱狀電極穿過蓋板插入于試驗桶內，試驗土體金屬探針穿過蓋板插入于試驗桶內，直流電源與柱狀電極及環形電極相連接，柱狀電極及環形電極均與底座相連接。

蓋板為不透明毛玻璃材質。

蓋板的中心位置處開設有用于供柱狀電極穿過的中心圓孔，蓋板上設置有用于供試驗土體金屬探針穿過的槽孔，其中，槽孔與中心圓孔相連通。

蓋板的半徑及厚度分別為155mm及5mm，中心圓孔的直徑為20mm，槽孔的寬度為20mm。

試驗桶由兩個圓柱弧壁拼合而成，且試驗桶的內徑及壁厚分別為135mm及5mm。

底座上設置有圓形凹槽，試驗桶的底部內嵌于所述圓形凹槽內。

底座為長方體結構，且底座的長寬高分別為350mm、350mm及50mm，圓形凹槽半徑為140mm。

柱狀電極的直徑為10mm；

環形電極為片狀結構、網狀結構或者六邊形結構；

試驗土體金屬探針的直徑為1.5mm。

本發明所述的非飽和土電滲試驗方法包括以下步驟：

1)經土樣分層填入試驗桶中，并在土樣的表面附一層保鮮膜，將試驗土體金屬探針插入于土樣內，再將直流電源與環形電極與柱狀電極相連接；

2)蓋上蓋板，并靜置24h；

3)設定直流電源的輸出電壓，再打開直流電源，開始進行電滲，記錄第一萬用表的電流讀數和第二萬用表的電壓讀數，直至實驗時間到達；

4)關閉直流電源，打開蓋板，取出柱狀電極，將試驗桶從底座上移出，取出土樣，測量土樣不同位置的含水率，然后根據土樣不同位置的含水率得非飽和土電滲試驗水分遷移規律。

本發明具有以下有益效果：