[發明專利]一種壓實土氣態水和易溶鹽遷移的測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 201910823309.3
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110455703A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 馬博;盛岱超;呂擎峰;張升;葉新宇;李強;馬新巖
• 申請（專利權）人: 中南大學;北京新機場建設指揮部;中國民航機場建設集團有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01M7/02
• 代理公司: 43001 長沙永星專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 周詠;林毓俊<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種壓實土氣態水和易溶鹽遷移的測試裝置及其測試方法，包括有空心裝樣桶，空心裝樣桶通過夾具固定于恒溫箱內；空心裝樣桶底部通過法蘭與玻璃管連接，玻璃管底部通過輸水管與馬氏瓶連通，馬氏瓶通過夾具固定于恒溫箱體內；空心裝樣桶上部設置有振動電機，振動電機通過加載桿與加載板相連，可從桶體內完全移出；空心裝樣桶上部還設置有制冷液循環管，制冷液循環管與制冷系統連接；恒溫箱箱體上部設有孔洞，剛好可容加載桿和制冷液循環管通過，恒溫箱箱體還設置有可容數據傳輸線通過的孔洞；所述的空心裝樣桶的桶壁上垂直方向，開設有若干排孔洞，在任意一排孔洞上插入傳感器探頭。

技術領域

本發明屬于土壤測試裝置和技術領域，具體涉及一種壓實土氣態水和易溶 鹽遷移的測試裝置及其測試方法。

背景技術

西北干旱半干旱地區開始大量修建高速鐵路、公路、機場跑道等交通基礎 設施。在干旱或半干旱地區，降水稀少，蒸發量大，地下水埋深大，在整個非 飽和土體內以氣態水遷移為主。

交通基礎設施上每天都有高鐵、汽車飛機等公共交通行駛，它們會產生動 荷載，交通基礎設施的路基是一種多孔介質材料，在動荷載作用下，土體中氣 態水會向上遷移，土體中自有的陰陽離子會隨著氣態水向上遷移，水分和鹽分 積聚在土體上部，將會引發一系列的次生災害并破壞交通基礎設施的路基與路 面。

目前，國內外對于非飽和土體中水的運移規律的研究主要集中在液態水和 無荷載下的氣態水，而對于易溶鹽的遷移特性和動荷載下氣態水的遷移特性研 究較少，測試設備也比較少。而為了更好的模擬高速鐵路、公路、機場跑道等 交通基礎設施的路基中氣態水、易溶鹽遷移變化，研究在動荷載下可以同時測 量土體中氣態水和鹽遷移的設備檢測，可以很大程度上減少因路基或路面破壞 而產生的次生災害。

發明內容

本發明的是提供一種壓實土氣態水和易溶鹽遷移的測試裝置及其測試方 法，在溫度恒定的條件下，準確定量測量在不同時間下、不同動荷載下，土體 內氣態水、溫度、可溶性離子的遷移變化情況。

本發明這種測試壓實土氣態水和易溶鹽遷移裝置，包括有空心裝樣桶(1)， 空心裝樣桶(1)通過夾具(12)固定于恒溫箱(11)內；空心裝樣桶(1)底 部通過法蘭(4)與玻璃管(7)連接，玻璃管(7)底部通過輸水管(9)與馬 氏瓶(8)連通，馬氏瓶(8)通過夾具(12)固定于恒溫箱體內；空心裝樣桶 (1)上部設置有振動電機(13)，振動電機(13)通過加載桿(14)與加載板(15)相連，加載板(15)可通過調節加載桿(14)的長度在空心裝樣桶(1) 內上下移動，也可從桶體內完全移出；空心裝樣桶(1)上部還設置有制冷液循 環管(17)，制冷液循環管(17)與制冷系統(16)連接；恒溫箱(11)箱體上 部設有孔洞，剛好可容加載桿(14)和制冷液循環管(17)通過，恒溫箱(11) 箱體還設置有可容數據傳輸線(18)通過的孔洞；所述的空心裝樣桶(1)的桶 壁上垂直方向，開設有若干排孔洞(2)，在任意一排孔洞上插入溫度電導率一 體化傳感器探頭(6)；溫度電導率一體化傳感器探頭(6)、振動電機(13)、恒 溫箱(11)和制冷系統(16)均通過數據線與電腦(19)的數據傳輸線輸入端 相連。

所述的空心裝樣桶(1)的外壁后還包覆有一層保溫層(3)，保溫層(3) 上也有孔洞(2)，與空心裝樣桶(1)上的孔洞(2)位置相對應，除了安裝有 傳感器的孔洞外，其余孔洞均配置有保溫塞(20)。

所述的法蘭(4)為實心法蘭盤，實心法蘭上有許多小孔(5)。

所述的加載桿(14)為可伸縮的加載桿；加載桿(14)與加載板(15)通 過螺紋連接。

所述的玻璃管(7)下部還設置有氣壓平衡管(10)。

所述的空心裝樣桶(1)的高度為30cm。

采用所述的測試裝置測試土壤中含水率、溫度和離子的方法，包括一些步 驟：