[發(fā)明專利]一種節(jié)理發(fā)育黃土體入滲試驗裝置及測試方法

在審

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• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111610135A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 張宇;羅揚;王鐵行;何江濤
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明公開了一種節(jié)理發(fā)育黃土體入滲試驗裝置及測試方法，裝置包括入滲主裝置、張開度量測系統(tǒng)、降雨系統(tǒng)、水流收集系統(tǒng)和水分場測試系統(tǒng)；張開度量測系統(tǒng)連接在入滲主裝置上，降雨系統(tǒng)和水流收集系統(tǒng)分別連通入滲主裝置，水分場測試系統(tǒng)連接入滲主裝置；入滲主裝置中內(nèi)置有兩塊土樣，一塊土樣固定，通過調(diào)節(jié)另一塊土樣移，測量節(jié)理發(fā)育黃土體的張開度；通過降雨系統(tǒng)連通黃土節(jié)理張開部，測試雨水對節(jié)理發(fā)育黃土體入滲情況。本發(fā)明在盡量不擾動土體的初始結(jié)構(gòu)狀態(tài)的同時量化量測張開度對節(jié)理發(fā)育黃土體入滲水分場變化過程的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土模型試驗設備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種節(jié)理發(fā)育黃土體入滲的試驗裝置以及入滲水分場動態(tài)演化的測試方法。

背景技術(shù)

黃土中黃土節(jié)理普遍發(fā)育，黃土節(jié)理是水流入滲的優(yōu)勢通道，降雨入滲時由于節(jié)理發(fā)育黃土體內(nèi)基質(zhì)吸力的存在，引起土壤中含水量變化遷移，含水量的變化引發(fā)土體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)產(chǎn)生變化，嚴重時可產(chǎn)生濕陷變形，對地基直接造成破壞，并進一步改變土體的性狀，循環(huán)往復，嚴重影響路基工程、水利工程以及市政工程的建設。這些工程均涉及到的節(jié)理發(fā)育黃土體的含水量動態(tài)變化問題。因此，開展節(jié)理發(fā)育黃土體入滲的試驗，研究節(jié)理發(fā)育黃土體的入滲過程中水分場的動態(tài)變化過程具對指導實際的工程建設具有重要的研究意義。

目前測試節(jié)理發(fā)育黃土體動態(tài)含水量水分場分布狀態(tài)的方法為設置多組對照試驗，在相同的測試條件下進行入滲試驗，每隔一定時間拆解一組模具，在相應的測試節(jié)點位置挖孔取土采用微波爐烘干法進行質(zhì)量含水量測試，最終將所有時間節(jié)點整理進行節(jié)理發(fā)育黃土體水分場動態(tài)演化分析。該方法的試驗工作量巨大，且烘干法每次測試含水量時測量的節(jié)點有限，而水分場的含水量分布狀態(tài)千變?nèi)f化，對測試時間間隔要求極其嚴格，不能保證每個試樣節(jié)點都在同一測試時間，誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)研究中的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)理發(fā)育黃土體入滲的試驗裝置以及入滲水分場動態(tài)演化過程的測試方法。該方法盡可能的模擬最不利工況時連續(xù)降雨條件下張開型節(jié)理發(fā)育黃土體的水分入滲過程，能夠?qū)崿F(xiàn)入滲過程中含水量分部場的動態(tài)實時測量，并且在盡量不擾動土體的初始結(jié)構(gòu)狀態(tài)的同時量化量測張開度對節(jié)理發(fā)育黃土體入滲水分場變化過程的影響。裝置拆卸較為方便，入滲裝置不易產(chǎn)生變形，且使用材料環(huán)保經(jīng)濟。

為達到上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種節(jié)理發(fā)育黃土體入滲試驗裝置，包括入滲主裝置、張開度量測系統(tǒng)、降雨系統(tǒng)、水流收集系統(tǒng)和水分場測試系統(tǒng)；張開度量測系統(tǒng)連接在入滲主裝置上，降雨系統(tǒng)和水流收集系統(tǒng)分別連通入滲主裝置，水分場測試系統(tǒng)連接入滲主裝置；

所述入滲主裝置中內(nèi)置有兩塊土樣，兩塊土樣通過黃土節(jié)理張開部分隔，降雨系統(tǒng)正對黃土節(jié)理張開部；其中一塊土樣固定，另一塊土樣放在可動小推車上，通過調(diào)節(jié)另一塊土樣移，測量節(jié)理發(fā)育黃土體的張開度；通過降雨系統(tǒng)連通黃土節(jié)理張開部，測試雨水對節(jié)理發(fā)育黃土體入滲情況。

對于上述技術(shù)方案，本發(fā)明進一步的優(yōu)選的方案還在于：

優(yōu)選的,所述兩塊土樣包括第一土樣和第二土樣，第一土樣設于固定高度底座上，第二土樣設于可動小推車上；固定高度支座與可動小推車的底平面高度相等。

優(yōu)選的,所述張開度量測系統(tǒng)包括水平設于入滲主裝置上的螺母和連接至第二土樣箱體上的百分表，通過轉(zhuǎn)動螺母改變可動小推車的位置帶動百分表移動測量第二土樣的張開度。

優(yōu)選的,所述降雨系統(tǒng)包括儲水箱、導水管和降雨槽，儲水箱通過導水管連通降雨槽至第一土樣和第二土樣之間的黃土節(jié)理張開部。

優(yōu)選的,所述水流收集系統(tǒng)包括導流管和水流收集桶，導流管連通在降雨槽側(cè)壁底部高度1/4處。

優(yōu)選的，所述降雨槽底面正中部鏤空，降雨槽寬度與兩塊土樣寬度相同，鏤空寬度與兩塊土樣寬度相同。