[發明專利]一種節理發育黃土體入滲試驗裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010581237.9
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111610135A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張宇;羅揚;王鐵行;何江濤
• 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;G01N13/04;G01N33/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,包括入滲主裝置(4)、張開度量測系統、降雨系統、水流收集系統和水分場測試系統；所述張開度量測系統連接在入滲主裝置(4)上，降雨系統和水流收集系統分別連通入滲主裝置(4)，水分場測試系統連接入滲主裝置(4)；

所述入滲主裝置(4)中內置有兩塊土樣，兩塊土樣通過黃土節理張開部(5)分隔，降雨系統正對黃土節理張開部(5)；其中一塊土樣固定，另一塊土樣放在可動小推車(6)上，通過調節另一塊土樣移動，測量節理發育黃土體的張開度；通過降雨系統連通黃土節理張開部(5)，測試雨水對節理發育黃土體入滲情況。

2.根據權利要求1所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,所述兩塊土樣包括第一土樣(1)和第二土樣(14)，第一土樣(1)設于固定高度底座(15)上，第二土樣(14)設于可動小推車(6)上；固定高度支座(15)與可動小推車(6)的底平面高度相等。

3.根據權利要求1所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,所述張開度量測系統包括水平設于入滲主裝置(4)上的螺母(8)和連接至第二土樣(14)箱體上的百分表(9)，通過轉動螺母(8)改變可動小推車(6)的位置帶動百分表(9)移動測量第二土樣(14)的張開度。

4.根據權利要求1所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,所述降雨系統包括儲水箱(10)、導水管(11)和降雨槽(3)，儲水箱(10)通過導水管(11)連通降雨槽(3)至第一土樣(1)和第二土樣(14)之間的黃土節理張開部(5)。

5.根據權利要求4所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,所述水流收集系統包括導流管(12)和水流收集桶(13)，導流管(12)連通在降雨槽(3)側壁底部高度1/4處。

6.根據權利要求4所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于，所述降雨槽(3)底面正中部鏤空，降雨槽(3)寬度與兩塊土樣寬度相同，鏤空寬度與兩塊土樣寬度相同。

7.根據權利要求1所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于，采用凡士林封堵降雨槽(3)與第一土樣(1)和第二土樣(14)間的縫隙。

8.根據權利要求1所述的一種節理發育黃土體入滲試驗裝置，其特征在于,所述水分場測試系統包括水分傳感器(16)、數據分析采集儀(17)和計算機(18)，水分傳感器(16)設于第一土樣(1)和第二土樣(14)中，水分傳感器(16)通過在入滲主裝置(4)玻璃面板開孔的橡膠塞固定；水分傳感器(16)依次連接至數據分析采集儀(17)和計算機(18)。

9.根據權利要求1-8中任一項所述裝置的一種節理發育黃土體入滲試驗方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)在可動小推車(6)和固定支座(15)上各放置一塊土體，兩塊土體緊挨中間無縫隙，除緊挨面外其余面涂抹凡士林；

2)轉動可動螺母(8)調節兩土體之間的間距，帶動百分表(9)移動量測節理發育黃土體的張開度；

3)開啟降雨系統，通過數據分析采集儀(17)讀取入滲過程中土樣不同位置處的體積含水量數據，計算機(18)計算所測土體的質量含水量，得到入滲過程中水分變化情況，完成入滲過程中對節理發育黃土體水分場動態演化過程的測試。

10.根據權利要求9所述一種節理發育黃土體入滲的試驗方法，其特征在于，計算所測土體的質量含水量w_v，采用一元二次方程模型回歸各項參數，回歸公式如下：

w_v＝A+B·V+C·V²

其中：w_v為土壤體積含水量，A、B、C分別為回歸參數，V為水分記錄儀數字輸出值；

水分場中體積含數量與質量含水量的換算公式如下：

其中：w_d為土體的質量含水量；ρ_d為黃土體試樣的干密度。