[發明專利]一種干濕循環土樣崩解演變規律測試儀及測試方法

在審

• 申請號: 202110340511.8
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113075384A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 孫銀磊;許瀚升;劉其鑫;湯連生
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李英杰

本發明涉及土壤檢測領域，具體涉及一種干濕循環土樣崩解演變規律測試儀及測試方法，包括水箱、支架；所述支架上設置有拉力計；所述水箱內設置有土樣架，所述土樣架通過繩索與所述拉力計連接；所述水箱內設置土樣崩解盒，所述土樣架置于所述崩解盒內，所述崩解盒底部設置有第一出水口；所述水箱連接設置有熱風機、第二出水口；所述水箱外側設置有攝像機。本發明采用拉力計記錄土樣質量變化情況，通過高速攝像機記錄土樣崩解的演變過程。并且通過在水箱內設置崩解盒，和熱風機實現對土樣干濕循環的測試。上述測試儀，結構簡單，可以同時實現對土樣裂隙的發育情況、土樣狀態的變化情況、土樣崩解質量隨時間的變化情況等，測試精度高。

技術領域

本發明涉及土壤檢測領域，具體涉及一種干濕循環土樣崩解演變規律測試儀及測試方法。

背景技術

在降雨或飽水等物理化學溶液體系的影響下，富集黏土礦物的土樣中原有的水-土成分、結構和微裂隙等遭到破壞，物理化學場的變異導致其力學性質發生變化，誘發嚴重的地質災害或工程問題，如花崗巖殘積土的崩解等變形破壞。這些地質災害現象與非飽和紅色問題土的粒間吸力力學特性密切相關，對建筑地基危害極大，嚴重影響工程建設。

現有的崩解研究方法存在諸多的局限性：崩解試驗采用的裝置比較簡陋，功能單一、穩定性較差，較低的精度導致研究結果不盡相同，甚至有些相悖的結論。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中問題，考慮土樣干濕循環及多組樣品難以同時進行的問題，設計出干濕循環下土樣崩解演化規律的測試方法及所用的土樣干濕循環崩解測試儀。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種干濕循環土樣崩解演變規律測試儀，包括水箱、支架；所述支架上設置有拉力計；所述水箱內設置有土樣架，所述土樣架通過繩索與所述拉力計連接；所述水箱內設置土樣崩解盒，所述土樣架置于所述崩解盒內，所述崩解盒底部設置有第一出水口；所述水箱連接設置有熱風機、第二出水口；所述水箱外側設置有攝像機。

上述干濕循環土樣崩解演變過濾測試儀，通過拉力計連接土樣架，在實驗過程中測試儀中PLC系統會記錄拉力計的實時數據，方便研究土樣在干濕循環過程中質量變化的情況。水箱采用透明材質，優選采用透明有機玻璃，在水箱外架設高速攝像機，通過攝像機記錄土樣在干濕循環崩解的過程。水箱連接設置熱風機，在將崩解盒內水排出以后，開啟熱風機有利于土樣盡快的干燥。

優選地，所述水箱上設置有蓋板，所述蓋板上設置有狹縫，所述繩索通過所述狹縫貫穿所述蓋板。

在水箱上設置蓋板，一方面避免外界對測試的影響，也有利于熱風機形成的熱風在水箱內循環從而有利于減少干燥時間。在測試儀的支架上設置有多個拉力計，每個拉力計下均通過繩索穿過蓋板上的狹縫連接土樣架。如此可以實現對多個土樣進行同時測試，既節省了測試時間，也便于同時進行平行試驗，有利于提高測試精度。繩索采用彈性形變較小的尼龍繩。

優選地，所述水箱內設置有設置有分隔板，所述隔板將所述水箱分為上箱體和下箱體，所述崩解盒位于所述上箱體內；所述分隔板表面設置有多個通孔。

在水箱內設置有分隔板，分隔板上設置有通孔。在排水過程中，水從第一出水口流出崩解盒進入到下箱體，分隔板使崩解盒與水箱底部有一段間距，如此有利于水盡可能全部流出崩解盒。然后再從第二出水口流出水箱。

優選地，所述水箱設置有溫度計和排氣裝置。設置溫度計，可以監控水箱內的溫度，避免溫度過高影響土樣的測試。

一種干濕循環土樣崩解演變規律測試方法，包括以下步驟：

S1.組裝所述的干濕循環土樣崩解演變規律測試儀：

S2.制備崩解土樣，將崩解土樣置于土樣架上，通過繩索將土樣架與拉力計連接；