一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法，該測(cè)試裝置包括由玻璃浴缸、溫度傳感器、電阻式加熱器、溫度控制器、隔板、容置區(qū)、進(jìn)水開(kāi)關(guān)、進(jìn)水管、進(jìn)水儲(chǔ)水容器、出水開(kāi)關(guān)、出水管、微型耐高溫水泵和出水儲(chǔ)水容器組成的恒溫水浴裝置、由支撐架、支撐架底座和升降器組成的容器升降控制系統(tǒng)、由掛式電子稱和可張縮掛鉤組成的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備以及由掛環(huán)和不銹鋼圓篩組成的測(cè)試容器；該評(píng)價(jià)方法包括組裝測(cè)試裝置、設(shè)定測(cè)試溫度、安放測(cè)試土樣、測(cè)試試驗(yàn)、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和清理測(cè)試容器步驟。本發(fā)明不僅測(cè)試粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的精度高，而且組裝方便、操作簡(jiǎn)單和成本低，能夠快速、有效地評(píng)價(jià)粘性土團(tuán)聚體水穩(wěn)定性能。
【專利說(shuō)明】一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土體工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法。[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性是粘性土的重要性能指標(biāo)之一。在土體工程領(lǐng)域中，粘性土團(tuán)聚體水穩(wěn)定性往往直接影響到整個(gè)土體工程的穩(wěn)定性，特別是邊坡、路堤、堤防等坡面工程，當(dāng)今國(guó)內(nèi)外將如何采用加固材料改良粘性土來(lái)解決問(wèn)題已成為研究的熱點(diǎn)。在加固土體工程中，粘性土團(tuán)聚體遇水破壞機(jī)制主要有崩解、差異膨脹、物理-化學(xué)分散等，因此對(duì)改良前后的粘性土團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性能的測(cè)試和評(píng)價(jià)是必不可少的工作。
[0004]現(xiàn)有的團(tuán)聚體穩(wěn)定性測(cè)定通常采用濕篩法。濕篩法在操作過(guò)程中的篩子在水中的位置和篩子的運(yùn)動(dòng)方向很難保持一致，同時(shí)不同使用者采用該方法所選擇的濕篩振蕩頻率、振蕩幅度和時(shí)間也有較大的差異，這樣在進(jìn)行團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，給所要評(píng)價(jià)對(duì)象選擇合適的振蕩頻率、幅度和時(shí)間帶來(lái)了許多困難。因此，在采用濕篩法進(jìn)行大量的不同改良程度的粘性土團(tuán)聚體進(jìn)行水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，不僅所需的工作量大，而且還存在部分結(jié)果無(wú)法體現(xiàn)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的微小差異，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)失真。如中國(guó)專利申請(qǐng)201210036689.4公開(kāi)了一種“測(cè)定土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的裝置及方法”，它雖具有可對(duì)四個(gè)樣品進(jìn)行同時(shí)測(cè)定以及可同時(shí)獲得同一樣品不同粒級(jí)的水穩(wěn)性團(tuán)聚體的優(yōu)點(diǎn)，但還存在以下明顯不足:一是該方法在測(cè)試過(guò)程中對(duì)剩余試樣重量進(jìn)行再次烘干稱重，既給測(cè)試結(jié)果造成較大誤差，又大大增加了工作量；二是沒(méi)有考慮溫度對(duì)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的影響，導(dǎo)致溫度差異所造成測(cè)試結(jié)果對(duì)比失真；三是采用振動(dòng)測(cè)試方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的微小差異評(píng)價(jià)。
[0005]如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為當(dāng)今土體工程【技術(shù)領(lǐng)域】亟待解決的重點(diǎn)難題之
O
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法，本發(fā)明不僅測(cè)試粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的精度高，而且組裝方便、操作簡(jiǎn)單和成本低，能夠快速、有效地評(píng)價(jià)粘性土團(tuán)聚體水穩(wěn)定性能。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出的一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于包括由玻璃浴缸、溫度傳感器、電阻式加熱器、溫度控制器、隔板、容置區(qū)、進(jìn)水開(kāi)關(guān)、進(jìn)水管、進(jìn)水儲(chǔ)水容器、出水開(kāi)關(guān)、出水管、微型耐高溫水泵和出水儲(chǔ)水容器組成的恒溫水浴裝置、由支撐架、支撐架底座和升降器組成的容器升降控制系統(tǒng)、由掛式電子稱和可張縮掛鉤組成的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備以及由掛環(huán)和不銹鋼圓篩組成的測(cè)試容器；其中:所述的玻璃浴缸位于支撐架橫桿的正下方，并保持玻璃浴缸底部與支撐架的底座水平設(shè)置；所述的電阻式加熱器位于玻璃浴缸底部；所述的溫度傳感器位于玻璃浴缸內(nèi)側(cè)；所述的溫度控制器設(shè)于玻璃浴缸外部，與設(shè)于玻璃浴缸內(nèi)部的溫度傳感器和電阻式加熱器連接；所述的隔板位于電阻式加熱器上部，并與玻璃浴缸內(nèi)側(cè)緊密黏貼；所述的進(jìn)水開(kāi)關(guān)和出水開(kāi)關(guān)的底部與隔板頂部水平，并分別位于玻璃浴缸兩側(cè)；所述的進(jìn)水儲(chǔ)水容器與進(jìn)水開(kāi)關(guān)同側(cè)，其上緣與玻璃浴缸的上緣水平設(shè)置；所述的出水儲(chǔ)水容器與出水開(kāi)關(guān)同側(cè)；所述的微型耐高溫水泵設(shè)于出水管與出水儲(chǔ)水容器之間；所述的支撐架兩側(cè)桿的底部設(shè)有底座；所述的升降器設(shè)置于支撐架橫桿中間位置；所述的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備與升降器底部連接，所述的測(cè)試容器設(shè)有與重量監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的掛環(huán)并位于測(cè)試容器的容置區(qū)內(nèi)，掛環(huán)對(duì)稱分布于不銹鋼圓篩上緣。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明提出的基于以上所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括以下步驟:
1)組裝測(cè)試裝置:先將升降器安裝在支撐架的橫桿中，將電子稱掛置升降器下端，將玻璃浴缸設(shè)置于支撐架內(nèi)，然后用進(jìn)水管和出水管分別將進(jìn)水儲(chǔ)水容器和出水儲(chǔ)水容器與恒溫水浴裝置的進(jìn)水開(kāi)關(guān)和出水開(kāi)關(guān)連接；
2)設(shè)定測(cè)試溫度:開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)將儲(chǔ)水容器中的水引入玻璃浴缸內(nèi)，直至達(dá)到設(shè)定水位20cm后關(guān)閉進(jìn)水開(kāi)關(guān)；開(kāi)啟溫度控制器，通過(guò)電阻式加熱器和溫度傳感器使水浴達(dá)到設(shè)定溫度，并保持恒溫直至測(cè)試結(jié)束；
3)安放測(cè)試土樣:將圓篩上的掛環(huán)掛上可張縮掛鉤后，將可張縮掛鉤頂端設(shè)置掛式電子稱下端，記錄不銹鋼圓篩與可張縮掛鉤的總重量，記為Gs ;然后將待測(cè)土樣均勻地鋪置在不銹鋼圓篩中；
4)測(cè)試試驗(yàn):開(kāi)啟升降器將不銹鋼圓篩緩慢下降至容置區(qū)，直到不銹鋼圓篩中土樣頂部位于水位線下2-3cm，記錄不銹鋼圓篩、可張縮掛鉤和土樣的總重量，記為Gtl，然后5分鐘內(nèi)每間隔30s記錄一次電子稱讀數(shù),記為G^GyGfGici ；
5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià):測(cè)試完后，整理數(shù)據(jù)，通過(guò)以下公式計(jì)算出待測(cè)土樣的水穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)水穩(wěn)定系數(shù)的大小評(píng)定粘性土團(tuán)聚體的靜態(tài)水穩(wěn)定性；水穩(wěn)定系數(shù)K的取值為10-100，其值越大，則粘性土團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性越好；其中:
水穩(wěn)定系數(shù) K= ( (Gtl-G1) *10+(Gtl-G2) *20+(Gtl-G3) *30+…+ (Gc1-Gltl) *100) /(Gtl-Gs)；
6)清理測(cè)試容器:測(cè)試試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉溫度控制器，取出不銹鋼圓篩，開(kāi)啟出水開(kāi)關(guān)，利用微型耐高溫水泵將玻璃水缸中的渾濁液抽至儲(chǔ)水容器，抽干渾濁液后，開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)，將儲(chǔ)水容器中的清水引進(jìn)玻璃水缸中清洗土樣殘留物，然后再用微型耐高溫水泵抽干，不斷重復(fù)直至完全清除玻璃水缸中的土樣殘留物。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:一是本發(fā)明為靜態(tài)評(píng)價(jià)方法，能夠有效避免采用現(xiàn)有振動(dòng)測(cè)試方式因操作差異而引起的誤差，滿足了高精度測(cè)試的要求；二是本發(fā)明在測(cè)試過(guò)程中對(duì)剩余試樣重量可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集，無(wú)需對(duì)測(cè)試后的試樣進(jìn)行再次烘干稱重，既有效避免了再次烘干操作所造成的誤差，又大大減少了工作量；三是本發(fā)明能夠充分考慮溫度對(duì)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的影響，避免溫度差異所造成測(cè)試結(jié)果對(duì)比失真；四是本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的微小差異評(píng)價(jià)，給團(tuán)聚體改良效果的鑒定提供一種簡(jiǎn)單、快速和有效的評(píng)價(jià)方法。本發(fā)明適用于邊坡、路堤、堤防等坡面土體工程的粘性土團(tuán)聚體水穩(wěn)定性測(cè)試，特別適用于對(duì)粘性土團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的微小差異評(píng)價(jià)。[0011 ]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明提出的一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]結(jié)合圖1，本發(fā)明提出的一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，它包括由玻璃浴缸(I)、溫度傳感器(2.)、電阻式加熱器(3)、溫度控制器(4)、隔板(5)、容置區(qū)(6)、進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)、進(jìn)水管(8)、進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)、出水開(kāi)關(guān)(10)、出水管(11)、微型耐高溫水泵
(12)和出水儲(chǔ)水容器(13)組成的恒溫水浴裝置、由支撐架(14)、支撐架底座(15)和升降器
[16]組成的容器升降控制系統(tǒng)、由掛式電子稱(17)和可張縮掛鉤(18)組成的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備以及由掛環(huán)(19)和不銹鋼圓篩(20)組成的測(cè)試容器；其中:所述的玻璃浴缸(I)位于支撐架(14)橫桿的正下方，并保持玻璃浴缸(I)底部與支撐架(14)的底座(15)水平設(shè)置；所述的電阻式加熱器(3)位于玻璃浴缸(I)底部；所述的溫度傳感器(2)位于玻璃浴缸(I)內(nèi)側(cè)；所述的溫度控制器(4)設(shè)于玻璃浴缸(I)外部，與設(shè)于玻璃浴缸(I)內(nèi)部的溫度傳感器和電阻式加熱器(3)連接；所述的隔板(5)位于電阻式加熱器(3)上部，并與玻璃浴缸(I)內(nèi)側(cè)緊密黏貼；所述的進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)和 出水開(kāi)關(guān)(10)的底部與隔板(5)頂部水平，并分別位于玻璃浴缸(I)兩側(cè)；所述的進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)與進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)同側(cè)，其上緣與玻璃浴缸(O的上緣水平設(shè)置；所述的出水儲(chǔ)水容器(13)與出水開(kāi)關(guān)(10)同側(cè)；所述的微型耐高溫水泵(12)設(shè)于出水管(11)與出水儲(chǔ)水容器(13)之間；所述的支撐架(14)兩側(cè)桿的底部設(shè)有底座(15);所述的升降器(16)設(shè)置于支撐架(14)橫桿中間位置；所述的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備與升降器(16)底部連接，所述的測(cè)試容器設(shè)有與重量監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的掛環(huán)(19)并位于測(cè)試容器的容置區(qū)(6)內(nèi)，掛環(huán)(19)對(duì)稱分布于不銹鋼圓篩(20)上緣。
[0016]本發(fā)明提出的測(cè)試裝置的進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述的升降器(16)為微型螺旋自動(dòng)升降器；支撐架(14)形狀為“門”型、材質(zhì)為不銹鋼實(shí)心桿；掛式電子稱(17)為自動(dòng)采集掛式電子稱、其量程2kg、精度0.01g ;可張縮掛鉤(18)的數(shù)量為8-10個(gè)；掛環(huán)(19)與掛鉤
(18)的數(shù)量相同;圓篩(20)的直徑為10-30cm、高度為5-15cm、篩孔為0.25mm ;玻璃浴缸
(I)直徑為不銹鋼圓篩(20)直徑的1.5-2倍。
[0017]本發(fā)明提出的測(cè)試裝置的具體實(shí)施例的主要部件設(shè)計(jì)參數(shù)和要求是:
本發(fā)明的測(cè)試裝置的玻璃浴缸(I)為圓柱體、底部直徑為50cm、高度為40cm ;電阻式加熱器(3)位于玻璃浴缸(I)底部，用厚度5mm的隔板(5)將電阻式加熱器(3)隔開(kāi)，電阻式加熱器(3 )和溫度傳感器(2 )與溫度控制器(4 )連接形成水浴溫度控制系統(tǒng)；儲(chǔ)水容器(9 )通過(guò)進(jìn)水管(8)與玻璃浴缸(I)連通，通過(guò)進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)控制水位；儲(chǔ)水容器(13)通過(guò)出水管(11)與玻璃浴缸(I)的出水開(kāi)關(guān)(10 )連通，出水管(11)與儲(chǔ)水容器(13 )之間設(shè)有微型耐高溫水泵(12);支撐架(14)采用直徑Φ5(:πι的不銹鋼實(shí)心桿，并設(shè)有支撐架底座(15)，支撐架底座(15)采用內(nèi)徑Φ5οπι并設(shè)有底托的鋼管底座；掛式電子稱(17)為自動(dòng)采集電子稱，量程3kg、精度0.01g ;可張縮掛鉤(18)的數(shù)量為8個(gè)，可張縮掛鉤(18)頂端懸掛于電子稱(17);不銹鋼圓篩(20)的上緣設(shè)有掛環(huán)(19)，掛環(huán)(19)的數(shù)量與可張縮掛鉤(18)的數(shù)量相同均為8個(gè)，不銹鋼圓篩(20)的直徑Φ30αικ高度為10cm、篩孔為0.25mm。
[0018]本發(fā)明提出的基于上述粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，它包括以下步驟:
1)組裝測(cè)試裝置:先將升降器(16)安裝在支撐架(14)的橫桿中，將電子稱(17)掛置升降器(16)下端，將玻璃浴缸(I)設(shè)置于支撐架(14)內(nèi)，然后用進(jìn)水管(8)和出水管(11)分別將進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)和出水儲(chǔ)水容器(13)與恒溫水浴裝置的進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)和出水開(kāi)關(guān)
(10)連接；
2)設(shè)定測(cè)試溫度:開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)將儲(chǔ)水容器(9)中的水引入玻璃浴缸(I)內(nèi)，直至達(dá)到設(shè)定水位20cm后關(guān)閉進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7);開(kāi)啟溫度控制器(4)，通過(guò)電阻式加熱器(3)和溫度傳感器(2)使水浴達(dá)到設(shè)定測(cè)試溫度，并保持恒溫直至測(cè)試結(jié)束；其中，測(cè)試溫度為50 0C ；
3)安放測(cè)試土樣:將圓篩(20)上的掛環(huán)(19)掛上可張縮掛鉤(18)后，將可張縮掛鉤(18)頂端設(shè)置掛式電子稱(17)下端，記錄不銹鋼圓篩(20)與可張縮掛鉤(18)的總重量，記為Gs ;然后將待測(cè)土樣均勻地鋪置在不銹鋼圓篩(20)中；其中，測(cè)試土樣的粒徑為≥0.25_、測(cè)試土樣的重量為100g ；
4)測(cè)試試驗(yàn):開(kāi)啟升降器(16)將不銹鋼圓篩(20)緩慢下降至容置區(qū)(6)，直到不銹鋼圓篩(20)中土樣頂部位于水位線下2-3cm，記錄不銹鋼圓篩(20)、可張縮掛鉤(18)和土樣的總重量，記為Gtl,然后5分鐘內(nèi)每間隔30s記錄一次電子稱讀數(shù),記為GpGyGfGltl ；
5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià):測(cè)試完后，整理數(shù)據(jù)，通過(guò)以下公式計(jì)算出待測(cè)土樣的水穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)水穩(wěn)定系數(shù)的大小評(píng)定粘性土團(tuán)聚體的靜態(tài)水穩(wěn)定性；水穩(wěn)定系數(shù)K的取值為10-100，其值越大，則粘性土團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性越好；其中:
水穩(wěn)定系數(shù) K= ( (Gtl-G1) *10+(Gtl-G2) *20+(Gtl-G3) *30+…+ (Gc1-Gltl) *100) /(Gtl-Gs)；
6)清理測(cè)試容器:測(cè)試試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉溫度控制器(4)，取出不銹鋼圓篩(20)，開(kāi)啟出水開(kāi)關(guān)(10)，利用微型耐高溫水泵(12)將玻璃水缸(I)中的渾濁液抽至儲(chǔ)水容器(13)，抽干渾濁液后，開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)，將儲(chǔ)水容器(9)中的清水引進(jìn)玻璃水缸(I)中清洗土樣殘留物，然后再用微型耐高溫水泵(12)抽干，不斷重復(fù)直至完全清除玻璃水缸(I)中的土樣殘留物。
[0019]應(yīng)用以上評(píng)價(jià)方法分別對(duì)5組待測(cè)團(tuán)聚體試樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，其結(jié)果如下:
團(tuán)聚體試樣為某高速公路邊坡粘性土，其粒徑0.25-2_，液限為53.6 %，塑性指數(shù)為19.8，土粒比重為2.65，土樣采用新型高分子固化劑進(jìn)行改良，固化劑為乳白色乳狀液體，pH值為7，比重為1.05g/cm3粘度為1000mPa*s ;待測(cè)5組團(tuán)聚體試樣的固化劑噴灑濃度分別為0%、2%、4%、6%、8%，每組試樣100g，采用本實(shí)施例的評(píng)價(jià)方法所得的水穩(wěn)定系數(shù)K分別為15.1,68.2,79.5,87.7,92.9。同時(shí)，如果這5組試樣采用濕篩法進(jìn)行水穩(wěn)定性測(cè)試時(shí)，5組團(tuán)聚體試樣的評(píng)價(jià)結(jié)果近似，很難給團(tuán)聚體試樣的改良效果提供有效的參考依據(jù)。
[0020]因此，采用本發(fā)明的測(cè)試裝置及其評(píng)價(jià)方法將更加簡(jiǎn)單、快速、有效地實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的微小差異評(píng)價(jià)。
[0021]本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了滿意的應(yīng)用效果。
【權(quán)利要求】
1.一種粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于包括由玻璃浴缸(I)、溫度傳感器(2.)、電阻式加熱器(3)、溫度控制器(4)、隔板(5)、容置區(qū)(6)、進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)、進(jìn)水管(8)、進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)、出水開(kāi)關(guān)(10)、出水管(11)、微型耐高溫水泵(12)和出水儲(chǔ)水容器(13)組成的恒溫水浴裝置、由支撐架(14)、支撐架底座(15)和升降器(16)組成的容器升降控制系統(tǒng)、由掛式電子稱(17)和可張縮掛鉤(18)組成的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備以及由掛環(huán) (19)和不銹鋼圓篩(20)組成的測(cè)試容器；其中:所述的玻璃浴缸(I)位于支撐架(14)橫桿的正下方，并保持玻璃浴缸(I)底部與支撐架(14)的底座(15)水平設(shè)置；所述的電阻式加熱器(3)位于玻璃浴缸(I)底部；所述的溫度傳感器(2)位于玻璃浴缸(I)內(nèi)側(cè)；所述的溫度控制器(4)設(shè)于玻璃浴缸(I)外部，與設(shè)于玻璃浴缸(I)內(nèi)部的溫度傳感器和電阻式加熱器(3)連接；所述的隔板(5)位于電阻式加熱器(3)上部，并與玻璃浴缸(I)內(nèi)側(cè)緊密黏貼；所述的進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)和出水開(kāi)關(guān)(10)的底部與隔板(5)頂部水平，并分別位于玻璃浴缸(I)兩側(cè)；所述的進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)與進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)同側(cè)，其上緣與玻璃浴缸(I)的上緣水平設(shè)置；所述的出水儲(chǔ)水容器(13)與出水開(kāi)關(guān)(10)同側(cè)；所述的微型耐高溫水泵(12)設(shè)于出水管(11)與出水儲(chǔ)水容器(13)之間；所述的支撐架(14)兩側(cè)桿的底部設(shè)有底座(15);所述的升降器(16)設(shè)置于支撐架(14)橫桿中間位置；所述的重量監(jiān)測(cè)設(shè)備與升降器(16)底部連接，所述的測(cè)試容器設(shè)有與重量監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的掛環(huán)(19)并位于測(cè)試容器的容置區(qū)(6)內(nèi)，掛環(huán)(19 )對(duì)稱分布于不銹鋼圓篩(20 )上緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于升降器(16)為微型螺旋自動(dòng)升降器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于支撐架(14)形狀為“門”型、材質(zhì)為不銹鋼實(shí)心桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于掛式電子稱(17)為自動(dòng)采集掛式電子稱、其量程2kg、精度0.01g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于可張縮掛鉤(18)的數(shù)量為8-10個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于掛環(huán)(19)與掛鉤(18)的數(shù)量相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于圓篩(20)的直徑為10_30cm、高度為5_15cm、篩孔為0.25_。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的測(cè)試裝置，其特征在于玻璃浴缸(I)直徑為不銹鋼圓篩(20)直徑的1.5-2倍。
9.基于權(quán)利要求1-8所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括以下步驟: 1)組裝測(cè)試裝置:先將升降器(16)安裝在支撐架(14)的橫桿中，將電子稱(17)掛置升降器(16)下端，將玻璃浴缸(I)設(shè)置于支撐架(14)內(nèi)，然后用進(jìn)水管(8)和出水管(11)分別將進(jìn)水儲(chǔ)水容器(9)和出水儲(chǔ)水容器(13)與恒溫水浴裝置的進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)和出水開(kāi)關(guān)(10)連接； 2)設(shè)定測(cè)試溫度:開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)將儲(chǔ)水容器(9)中的水引入玻璃浴缸(I)內(nèi)，直至達(dá)到設(shè)定水位20cm后關(guān)閉進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7);開(kāi)啟溫度控制器(4)，通過(guò)電阻式加熱器(3)和溫度傳感器(2)使水浴達(dá)到設(shè)定測(cè)試溫度，并保持恒溫直至測(cè)試結(jié)束； 3)安放測(cè)試土樣:將圓篩(20)上的掛環(huán)(19)掛上可張縮掛鉤(18)后，將可張縮掛鉤(18)頂端設(shè)置掛式電子稱(17)下端，記錄不銹鋼圓篩(20)與可張縮掛鉤(18)的總重量，記為Gs ;然后將待測(cè)土樣均勻地鋪置在不銹鋼圓篩(20)中； 4)測(cè)試試驗(yàn):開(kāi)啟升降器(16)將不銹鋼圓篩(20)緩慢下降至容置區(qū)(6)，直到不銹鋼圓篩(20)中土樣頂部位于水位線下2-3cm，記錄不銹鋼圓篩(20)、可張縮掛鉤(18)和土樣的總重量，記為Gtl,然后5分鐘內(nèi)每間隔30s記錄一次電子稱讀數(shù),記為GpGyGfGltl ； 5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià):測(cè)試完后，整理數(shù)據(jù)，通過(guò)以下公式計(jì)算出待測(cè)土樣的水穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)水穩(wěn)定系數(shù)的大小評(píng)定粘性土團(tuán)聚體的靜態(tài)水穩(wěn)定性；水穩(wěn)定系數(shù)K的取值為10-100，其值越大，則粘性土團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性越好；其中:
水穩(wěn)定系數(shù) K= ( (Gtl-G1) *10+(Gtl-G2) *20+(Gtl-G3) *30+…+ (Gc1-Gltl) *100) /(Gtl-Gs)； 6)清理測(cè)試容器:測(cè)試試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉溫度控制器(4)，取出不銹鋼圓篩(20)，開(kāi)啟出水開(kāi)關(guān)(10)，利用微型耐高溫水泵(12)將玻璃水缸(I)中的渾濁液抽至儲(chǔ)水容器(13)，抽干渾濁液后，開(kāi)啟進(jìn)水開(kāi)關(guān)(7)，將儲(chǔ)水容器(9)中的清水引進(jìn)玻璃水缸(I)中清洗土樣殘留物，然后再用微型耐高溫水泵(12)抽干，不斷重復(fù)直至完全清除玻璃水缸(I)中的土樣殘留物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粘性土團(tuán)聚體靜態(tài)水穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，其特征在于步驟3)所述的測(cè)試土樣的粒徑為≥0.25mm。
【文檔編號(hào)】G01N5/04GK103543083SQ201310482715
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】劉瑾, 張發(fā)明, 孫少銳, 魏繼紅 申請(qǐng)人:河海大學(xué)