專利名稱：一種土體動(dòng)力固結(jié)模型試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種土工實(shí)驗(yàn)方法，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國使用擊實(shí)土處理公路路基已有幾十年的歷史。眾所周知，這種方法可以提高路基承載力和壓縮模量，且該方法具有施工方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而該方法還沒有一套成熟的理論和設(shè)計(jì)體系，更多的是依賴經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。野外施工條件復(fù)雜，研制一臺(tái)室內(nèi)土體擊實(shí)裝置以再現(xiàn)現(xiàn)場施工情況，對(duì)于研究土體擊實(shí)后的物理力學(xué)機(jī)理及孔隙水壓力變化特性至關(guān)重要。目前，國內(nèi)僅有的是研究土體最大干密度的擊實(shí)儀，還沒有一臺(tái)研究土體現(xiàn)場擊實(shí)特性的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種土體擊實(shí)固結(jié)試驗(yàn)方法，解決土體擊實(shí)后的壓縮模量與物理力學(xué)指標(biāo)測試。本發(fā)明的技術(shù)解決方案，其特征是該方法采用一種土體動(dòng)力固結(jié)裝置，該裝置包括擊實(shí)箱，擊實(shí)架和重錘，擊實(shí)箱由三塊鐵板和一塊有機(jī)玻璃板圍成一個(gè)立方體，底板是一塊帶有排水溝槽的鐵板，溝槽呈傾斜狀，其中一個(gè)角點(diǎn)有泄水孔，用于溝槽排水，箱體的底板和四周設(shè)置了密封圈，三塊鐵板與底板用合頁連接在一起，有機(jī)玻璃板與底板鉚接密封在一起，有機(jī)玻璃板表面貼有帶坐標(biāo)網(wǎng)格的膠片，用于讀取擊實(shí)沉降數(shù)據(jù)；擊實(shí)架放在擊實(shí)箱上面，并用固定銷固定擊實(shí)箱位置，擊實(shí)架上安裝有滑輪，用于懸吊重錘，旁邊安裝有直尺，用于量測重錘高度；重錘是長方體金屬塊，用于錘擊土體。試驗(yàn)方法為(1)將一定含水量、質(zhì)量的土體分層裝入擊實(shí)箱，將微型土壓力計(jì)、 孔隙水壓力計(jì)、含水量探頭、吸力探頭按測試需求放入土層中，適當(dāng)壓密，從有機(jī)玻璃板膠片刻度可以讀出數(shù)據(jù)，計(jì)算壓實(shí)度；(2)將擊實(shí)箱推進(jìn)擊實(shí)架下方，擊實(shí)架上通過一組滑輪懸掛的重錘對(duì)土體進(jìn)行半模擊實(shí)或通過擊實(shí)架中間滑輪懸掛的重錘進(jìn)行全模擊實(shí)；(3)重錘懸掛高度由直尺讀出，重錘下落后錘擊土體，產(chǎn)生位移沉降由帶有坐標(biāo)網(wǎng)格的膠片讀出； (4)擊實(shí)過程中，土體土壓力，水壓力，含水量及吸力變化由探頭通過讀數(shù)儀讀出，以研究擊實(shí)土的物理力學(xué)機(jī)理與孔隙水壓力變化特性；(5) 土體在擊實(shí)固結(jié)過程中的水分由底板排水溝槽通過角點(diǎn)處的泄水孔排出；(6)按照擊實(shí)箱體積刻度，土體質(zhì)量，含水量等指標(biāo)可以計(jì)算土體擊實(shí)后的壓縮系數(shù)與壓實(shí)度等物理力學(xué)指標(biāo)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)按照實(shí)際工程要求的相似系數(shù)設(shè)計(jì)擊實(shí)箱，擊實(shí)架與重錘，通過預(yù)埋微型土壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)，含水量探頭與吸力探頭，可以再現(xiàn)現(xiàn)場施工工程中的土水壓力與土水特征曲線變化特性，量測擊實(shí)土的固結(jié)系數(shù)與壓實(shí)度等指標(biāo)，研究土體擊實(shí)后的物理力學(xué)機(jī)理與孔隙水壓力變化特性，該方法簡單，易行，可操作性強(qiáng)。本發(fā)明適合于公路路提、地下工程等領(lǐng)域。


圖1是該方法使用的固結(jié)裝置的立體圖。圖中1側(cè)板，2后板，3連接合頁，4底板，5腳輪，6前有機(jī)玻璃板，7擋塊。圖2是固結(jié)裝置底板4的主視圖。圖中8排水槽，9嵌槽，10泄水孔。圖3是底板主視圖的A-A剖視圖。圖中8排水槽，傾斜方向自上而下。圖4是底板主視圖B-B剖視圖。圖中8排水槽，傾斜方向自右而左。圖5是擊實(shí)架主視圖。圖中11滑輪。圖6是擊實(shí)架C-C剖視圖。圖中11滑輪，可以位于一側(cè)或中間，12固定銷。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例⑴將側(cè)板1，后板2，有機(jī)玻璃板3合攏在一起，相互嵌入密封成為箱體， 整個(gè)箱體嵌入底板嵌槽9內(nèi)，并用合頁3連接；( 將透水石放在底板上，將預(yù)先配好一定含水量和質(zhì)量的土分層鋪入擊實(shí)箱，在不同位置埋設(shè)微型土壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)，含水量探頭，吸力探頭，并施加一定壓力達(dá)到要求的初始?jí)簩?shí)度，壓實(shí)度由有機(jī)玻璃板膠片刻度讀數(shù)控制；(3)將擊實(shí)架放在擊實(shí)箱上面，通過固定銷12固定擊實(shí)箱，立方體重錘通過滑輪11 懸掛，高度可以由擊實(shí)架上固定的直尺控制，通過擊實(shí)架一側(cè)或中間落下重錘進(jìn)行半?；蛉魧?shí)，多余水分可以通過底板4傾斜排水槽8排至泄水孔10 ;(4)通過觀看有機(jī)玻璃板上膠片刻度，控制土體沉降深度，以控制土體擊實(shí)后的壓實(shí)度，并讀取預(yù)埋土壓力計(jì)，水壓力計(jì)，含水量探頭和吸力探頭的測量數(shù)據(jù)，量測土體擊實(shí)過程中土水壓力與土水特征曲線變化特征，以研究擊實(shí)土的物理力學(xué)機(jī)理與孔隙水壓力變化特性。
權(quán)利要求
1. 一種土體動(dòng)力固結(jié)模型試驗(yàn)方法，其特征是該方法采用一種試驗(yàn)裝置，該裝置包括擊實(shí)箱，擊實(shí)架和重錘，擊實(shí)箱由兩塊側(cè)板(1)，一塊后板( 和一塊有機(jī)玻璃板(6)圍成一個(gè)立方體箱，底板(4)是一塊帶有排水槽(8)的鐵板，槽呈傾斜狀，其中一個(gè)角點(diǎn)有泄水孔 (10)，立方體箱通過嵌槽(9)嵌固于底板上，底板和四周設(shè)置了密封圈，側(cè)板(1)，后板(2) 與底板(4)用合頁C3)連接在一起，有機(jī)玻璃板(6)與底板(4)鉚接密封在一起，有機(jī)玻璃板(6)表面貼有帶坐標(biāo)網(wǎng)格的膠片，擊實(shí)架放在擊實(shí)箱上面，并用固定銷(12)固定擊實(shí)箱位置，擊實(shí)架上安裝有滑輪(11)，旁邊安裝有直尺，重錘是長方體金屬塊，用該裝置進(jìn)行土體動(dòng)力固結(jié)模型試驗(yàn)方法如下①將側(cè)板(1)，后板O)，有機(jī)玻璃板C3)合攏在一起，相互嵌入密封成為箱體，整個(gè)箱體嵌入底板嵌槽(9)內(nèi)，并用合頁C3)連接；②將透水石放在底板上，將預(yù)先配好一定含水量和質(zhì)量的土分層鋪入擊實(shí)箱，在不同位置埋設(shè)微型土壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)，含水量探頭，吸力探頭，并施加一定壓力達(dá)到要求的初始?jí)簩?shí)度，壓實(shí)度由有機(jī)玻璃板C3)膠片刻度讀數(shù)控制；③將擊實(shí)架放在擊實(shí)箱上面，通過固定銷(12)固定擊實(shí)箱，立方體重錘通過滑輪(11) 懸掛，高度可以由擊實(shí)架上固定的直尺控制，通過擊實(shí)架一側(cè)或中間落下重錘進(jìn)行半?；蛉魧?shí)，多余水分可以通過底板(4)傾斜排水槽(8)排至泄水孔(10)；④通過觀看有機(jī)玻璃板上膠片刻度，控制土體沉降深度，以控制土體擊實(shí)后的壓實(shí)度， 并讀取預(yù)埋土壓力計(jì)，水壓力計(jì)，含水量探頭和吸力探頭的測量數(shù)據(jù)，量測土體擊實(shí)過程中土水壓力與土水特征曲線變化特征，以研究擊實(shí)土的物理力學(xué)機(jī)理與孔隙水壓力變化特性。
全文摘要
本發(fā)明是一種土體動(dòng)力固結(jié)模型試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法采用一種試驗(yàn)裝置，該裝置包括擊實(shí)箱，擊實(shí)架和重錘。利用該裝置進(jìn)行試驗(yàn)方法為(1)將側(cè)板1，后板2，有機(jī)玻璃板3合攏在一起；(2)將預(yù)先配好一定含水量和質(zhì)量的土分層鋪入擊實(shí)箱；(3)通過擊實(shí)架一側(cè)或中間落下重錘進(jìn)行半模或全模擊實(shí)；(4)量測土體擊實(shí)過程中土水壓力與土水特征曲線變化特征。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)按照實(shí)際工程要求的相似系數(shù)設(shè)計(jì)擊實(shí)箱，擊實(shí)架與重錘，通過預(yù)埋微型土壓力計(jì)，孔隙水壓力計(jì)，含水量探頭與吸力探頭，可以再現(xiàn)現(xiàn)場施工工程中的土水壓力與土水特征曲線變化特性，量測擊實(shí)土的固結(jié)系數(shù)與壓實(shí)度等指標(biāo)。
文檔編號(hào)G01N33/24GK102253178SQ201110100459
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者李志清, 胡瑞林 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所