專利名稱：一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法
技術領域：
本發明屬于土木工程測試技術領域，特別涉及一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，該方法主要用于水電工程、道路工程、農業工程等設計及施工方面，可精確地測定土體濕化、崩解量與分散性能。
背景技術：
用土作為建筑材料的水電工程、道路工程、農業工程、提防工程等，其表層直接暴露于大氣環境中，土體中的含水率經常遭受大氣降水、水位交替等影響，表層土體易產生濕化、崩解與分散的現象，以至于破裂、剝落而降低土體的強度和穩定性。另外，在濕法筑壩的設計與施工中，需要了解土料濕化崩解的速度，作為取舍料場的依據。更為重要的是，判別分散性土的一個重要特征就在于土體的濕化崩解過程中粘土膠粒的分散情況。因此測定土的濕化、崩解與分散性能，具有重要意義。現行的各類規范規程中關于粘性土的濕化試驗(如《土工試驗規程》 (SL237-1999)、《鐵路工程土工試驗》(TB10102-2004)等)，其基本原理是測量土體崩解過程中體積的變化，即在試驗過程中將試樣放入濕化儀中的網板中央，迅速浸入水筒中，開動秒表，測記開始時浮筒齊水面處刻度的瞬間穩定讀數，然后再按照不同的時間間隔來測記浮筒水面的讀數，計算崩解量與崩解速度。由于在試驗過程中體積的變化量測誤差比較大，而且需憑借肉眼觀察瞬間讀數，因此人為因素比較多，計算結果不準確。因此，尋找一種新的測試方法一直是申請人研究的內容之一。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，該方法可精確測定具有結構性的粘質土體在水中的崩解量、崩解速度與分散性能，用于評價各類工程對土體的要求，特別是對于判別粘性土的分散性，具有重要的意義。為了達到上述任務，本發明采用如下的兩種技術解決方案予以實現第一種技術方案是—種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，其特征在于，具體按下列步驟進行1、首先制備一種即時測量土體質量變化的裝置，該裝置包括一個支架、網板、燒杯、數顯式推拉力計和電子計算機；支架一端通過掛線連接數顯式推拉力計和網板，該網板用于放置試樣，燒杯位于數顯式推拉力計下方，數顯式推拉力計通過數據線和電子計算機相連接；2、試驗步驟為(1)按需要取原狀土或用擾動土制備成所需狀態的土樣，用切土刀切成邊長為 5cm的立方體試樣；(2)測定試樣的含水率及密度；(3)將試樣放在網板中央，然后迅速地將試樣浸入于盛有不同電解質的水溶液的燒杯中，開始采集數據；(4)在試驗開始后，按設定的時間間隔，記錄各時間的試樣崩解情況，根據試樣崩解的快慢，適當縮短或增長記錄的時間間隔；(5)當試樣完全通過網板落下后，試驗結束，如果試樣長時間未崩解，則記錄試樣在水中的情況；(6)試樣崩解量按下式計算At = t^xl00%式中At 試樣在時間t時的崩解量，％ ；F1 試驗開始時的拉力計讀數，N ；Ft:時間t時的拉力計讀數，N;F0 未放試樣時網板浸水后的拉力計讀數，N ；(7)評價試樣分散性(a)分散性土 嚴重反應。燒杯中網板以下充滿大量的呈牛奶狀的粘粒懸液，崩解速度快；懸液長時間不澄清，呈渾濁狀；(b)過渡性土 中等反應。燒杯中網板以下分布有渾濁的粘粒懸液，但懸液渾濁程度較低，呈霧狀，崩解速度較慢；(c)非分散性土 沒有反應或輕微反應。試樣未崩解，或崩解后水中沒有出現渾濁，或稍渾濁后很快又變清，崩解延續時間較長，速度慢。第二種技術方案是一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，其特征在于，具體按下列步驟進行1、首先制備一種即時測量土體質量變化的裝置，該裝置包括一個支架、網板、燒杯、電子天平和電子計算機；支架一端通過掛線連接網板，該網板用于放置試樣，燒杯放置于電子天平上，電子天平通過數據線和電子計算機相連接；2、試驗步驟為(1)按需要取原狀土或用擾動土制備成所需狀態的土樣，用切土刀切成邊長為 5cm的立方體試樣；(2)測定試樣的含水率及密度；(3)將試樣放在網板中央，然后迅速地將試樣浸入于盛有不同電解質的水溶液的燒杯中，開始采集數據；(4)在試驗開始后，按設定的時間間隔，記錄各時間的試樣崩解情況，根據試樣崩解的快慢，可適當縮短或增長記錄的時間間隔。(5)當試樣完全通過網板落下后，試驗結束，如果試樣長期未崩解，則記錄試樣在水中的情況；(6)試樣崩解量按下式計算
權利要求
1.一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，其特征在于，具體按下列步驟進行(1)首先制備一種即時測量土體質量變化的裝置，該裝置包括一個支架、網板、燒杯、數顯式推拉力計和電子計算機；支架一端通過掛線連接數顯式推拉力計和網板，該網板用于放置試樣，燒杯位于數顯式推拉力計下方，數顯式推拉力計通過數據線和電子計算機相連接；(2)試驗步驟為1)按需要取原狀土或用擾動土制備成所需狀態的土樣，用切土刀切成邊長為5cm的立方體試樣；2)測定試樣的含水率及密度；3)將試樣放在網板中央，然后迅速地將試樣浸入于盛有不同電解質的水溶液的燒杯中，開始采集數據；4)在試驗開始后，按設定的時間間隔，記錄各時間的試樣崩解情況，根據試樣崩解的快慢，適當縮短或增長記錄的時間間隔；5)當試樣完全通過網板落下后，試驗結束，如果試樣長時間未崩解，則記錄試樣在水中的情況；6)試樣崩解量按下式計算At = Fl ~Ft χ 100% F1-F0式中At 試樣在時間t時的崩解量，％ ；F1 試驗開始時的拉力計讀數，N ；Ft:時間t時的拉力計讀數，N;F0 未放試樣時網板浸水后的拉力計讀數，N ；7)評價試樣分散性(a)分散性土嚴重反應。燒杯中網板以下充滿大量的呈牛奶狀的粘粒懸液，崩解速度快；懸液長時間不澄清，呈渾濁狀；(b)過渡性土中等反應。燒杯中網板以下分布有渾濁的粘粒懸液，但懸液渾濁程度較低，呈霧狀，崩解速度較慢；(c)非分散性土沒有反應或輕微反應。試樣未崩解，或崩解后水中沒有出現渾濁，或稍渾濁后很快又變清，崩解延續時間較長，速度慢。
2.一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，其特征在于，具體按下列步驟進行(1)首先制備一種即時測量土體質量變化的裝置，該裝置包括一個支架、網板、燒杯、電子天平和電子計算機；支架一端通過掛線連接網板，該網板用于放置試樣，燒杯放置于電子天平上，電子天平通過數據線和電子計算機相連接；(2)試驗步驟為1)按需要取原狀土或用擾動土制備成所需狀態的土樣，用切土刀切成邊長為5cm的立方體試樣；2)測定試樣的含水率及密度；3)將試樣放在網板中央，然后迅速地將試樣浸入于盛有不同電解質的水溶液的燒杯中，開始采集數據；4)在試驗開始后，按設定的時間間隔，記錄各時間的試樣崩解情況，根據試樣崩解的快慢，可適當縮短或增長記錄的時間間隔。5)當試樣完全通過網板落下后，試驗結束，如果試樣長期未崩解，則記錄試樣在水中的情況；6)試樣崩解量按下式計算
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的水溶液是含有各種不同電解質的溶液。
全文摘要
本發明公開了一種測定土體濕化、崩解與分散的試驗方法，該方法先制備一種即時測量土體質量變化的裝置，裝置包括支架、燒杯、網板、電子天平、數顯式推拉力計、電子計算機等。然后將土體放入水溶液中進行崩解，利用土體質量的變化來計算土體崩解量和崩解速度。裝置的物理概念意義明確，自動即時采集數據，減少人為因素干擾，試驗結果精確可靠，可反映不同介質環境條件下土體崩解量的大小，精確測定具有結構性的粘質土體在水中的崩解量、崩解速度，用于評價各類工程對土體的要求，特別是對于判別粘性土的分散性具有重要意義。可代替現有規范規程中的“濕化試驗”，可應用于水電工程、道路工程和農業工程等評價土體的濕化、崩解與分散特性。
文檔編號G01N33/24GK102565305SQ20121000120
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者侯斯嘉, 孔令偉, 樊恒輝, 趙高文, 高建恩 申請人:西北農林科技大學