一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土體抗蝕性試驗領域，具體一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法。
【背景技術】
[0002]目前對于綜合評價土體抗蝕特性的方法并不完備，表面侵蝕(本專利所述侵蝕專指流失侵蝕以及刮風吹蝕)試驗多直接在現場或建立大型模型進行，投入資金較多，并且難以同時評價土體內部及外部的抗侵蝕特性。公知的評價土體抗侵蝕特性的方法一般為現場或模型試驗，或者僅僅進行內部沖蝕的試驗，難以綜合評價土體表面及內部在耦合侵蝕情況下土體抗蝕特性。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中的問題，本發明提出一種能夠評價土體在表面侵蝕、內部侵蝕作用以及耦合侵蝕作用下抗蝕性的綜合評價土體抗蝕性的試驗方法。
[0004]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案為:包括以下步驟:
[0005]I)選取并制作土樣，在土樣的內部設置若干沿土樣軸向的孔洞；
[0006]2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質量；
[0007]3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內，對土樣的內部進行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質量；
[0008]4)將土樣沿徑向切開，測量侵蝕后的土樣內部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；
[0009]5)根據土樣表面侵蝕下來的土體質量、內部侵蝕下來的土體質量和土樣內部的孔洞尺寸變化，完成對土體抗蝕性的評價。
[0010]所述的步驟I)中土樣選取原狀土或擾動土，擾動土在制樣時等間距預埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，形成孔洞;原狀土在制樣時采用鋼針等間距穿孔，形成孔洞。
[0011]所述的孔洞直徑為1mm。
[0012]所述的土樣制作為圓柱狀或長方體狀。
[0013]所述的步驟2)和步驟3)中對土樣進行侵蝕時，將土樣放置在與土樣尺寸對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中。
[0014]所述的步驟2)中采用水流對土樣進行表面侵蝕時，除了表面以外的面均作防水處理。
[0015]所述的步驟3)中采用水流對土樣進行內部侵蝕時，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理。
[0016]所述的步驟2)和步驟3)中氣流侵蝕采用自然風或風機提供動力。
[0017]所述的步驟2)和步驟3)中采用重量傳感器測量侵蝕下來的土體質量。
[0018]與現有技術相比，本發明方法能夠評價在表面侵蝕、內部侵蝕及綜合侵蝕情況下土體的抗蝕特性，主要步驟為取樣、制樣、表面侵蝕、內部侵蝕或綜合侵蝕、數據采集、數據處理和綜合評價，目前公知的評價土體抗侵蝕特性的方法一般為現場或模型試驗，投資極大，或者僅僅進行內部沖蝕的試驗，難以綜合評價土體表面及內部在耦合侵蝕情況下的土體抗蝕特性，本發明考慮因素全面，通過將表面侵蝕及內部侵蝕結合在一起，使得對于綜合侵蝕情況下土體的抗侵蝕能力的評價更加真實和精細，為工程實踐提供可靠的依據。
[0019]進一步，通過預埋若干鋼絲或者用鋼針穿孔形成孔洞，侵蝕時使水流或氣流通入孔洞，為評價土體內部侵蝕的特性提供水流或氣流的流徑，真實模擬實際情況，提高土樣內部侵蝕試驗的真實性。
[0020]進一步，土樣侵蝕過程中放置在與土樣對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，能夠有效的防止土樣在試驗過程中坍塌，提高了試驗的可靠性。
[0021]進一步，采用水流侵蝕時，不侵蝕的面采用防水材料作保護處理，提高了試驗的可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的試驗流程圖；
[0023]圖2為長方體狀土樣表面侵蝕示意圖；
[0024]圖3為長方體狀土樣的鋼絲預埋示意圖；
[0025]圖4為圓柱狀土樣的鋼絲預埋示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體的實施例和說明書附圖對本發明作進一步的解釋說明。
[0027]參見圖1，本發明包括以下步驟:
[0028]I)選取并制作土樣，土樣選取原狀土或擾動土，擾動土在制樣時等間距預埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，在土樣的內部形成若干沿土樣軸向的孔洞;原狀土在制樣時采用鋼針等間距穿孔，在土樣的內部形成若干沿土樣軸向的孔洞;孔洞直徑為1mm，土樣制作為圓柱狀或長方體狀；
[0029]2)將土樣放置在與土樣尺寸對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并采用重量傳感器測量侵蝕下來的土體質量;采用水流對土樣進行表面侵蝕時，除了表面以外的面均作防水處理，氣流采用自然風或風機提供動力；
[0030]3)將土樣放置在與土樣尺寸對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，將氣流或水流通入土樣的孔洞內，對土樣的內部進行侵蝕，并采用重量傳感器測量侵蝕下來的土體質量;采用水流對土樣進行內部侵蝕時，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理，氣流采用自然風或風機提供動力；
[0031]4)將土樣沿徑向切開，測量侵蝕后的土樣內部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；
[0032]5)根據土樣表面侵蝕下來的土體質量、內部侵蝕下來的土體質量和土樣內部的孔洞尺寸變化，完成對土體抗蝕性的評價。
[0033]參見圖1，本發明的主要步驟為:取樣一制樣一侵蝕(表面侵蝕、內部侵蝕或綜合侵蝕)一數據采集一數據處理一綜合評價。
[0034]取樣可取原狀土樣或擾動土樣，參見圖3和圖4，制樣時將土樣制作為柱形或長方體形狀，并在制樣過程中在試樣中間隔一定距離預埋Imm的鋼絲若干，鋼絲數據根據實地工況而定，對于原狀土樣則用Imm的鋼針間隔一定距離穿孔，制樣完成后將鋼絲抽出，留下Imm的孔洞，從而為評價土體內部侵蝕的特性提供水流或氣流的流徑，氣流侵蝕可利用自然風或風機提供動力，加速氣體通過上述的孔洞；當水流侵蝕時，則在一定水頭下將水流引入預留孔洞，用于評價土體內部的抗蝕特性，在內部侵蝕試驗中，應將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面用防水材料作保護處理，上述的侵蝕過程可放置在與土體試樣對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中進行，可以有效的方式土體試樣在試驗過程中坍塌，對于圓柱形試樣，可對應制作圓柱形容器，長方體試樣，可制作長方體容器。
[0035]參見圖2，在土體表面抗蝕評價中，對于長方體土樣，可將長邊所在的面朝上，其他5個面則用防水材料包裹，并且露出高邊的1/4-1/10，便于觀察表面侵蝕的情況及侵蝕發展的過程;對于圓柱形土樣則不進行表面侵蝕試驗。
[0036]侵蝕可單獨進行表面侵蝕試驗或單獨進行內部侵蝕試驗，亦可兩種侵蝕方法同時進行，用于綜合評價土體內部及表面抵抗侵蝕的特性。
[0037]數據采集主要采集被從土樣侵蝕或剝離下來的土體重量的多少，以及預留孔洞的變化情況，重量可由重量傳感器采集完成，孔洞變化則需切開土樣人為測量后確定，數據處理則由電子計算機完成，綜合評價則由試驗者通過所得數據及處理的結果進行評價。
[0038]本發明取樣可根據實際工況分為原狀土及擾動土;制樣可制作為長方體或圓柱形試樣，尺寸根據實際工況選取;侵蝕可單獨進行表面侵蝕或內部侵蝕試驗，亦可二者同時進行;數據采集主要為從試樣侵蝕或剝離下來的土粒重量，可由傳感器完成采集，孔洞直徑變化情況需切開試驗，由人工量取完成采集;數據處理則由電子計算機完成;綜合評價則由試驗人員根據試驗結果及數據情況進行評價。本發明的試驗方法主要通過取樣，并將土樣制成六面體或圓柱體試樣，并進行土樣表面侵蝕試驗和內部侵蝕試驗，利用土樣表面侵蝕結果和內部的侵蝕結果，對土體綜合抗侵蝕特性進行比較全面和真實的評價。
[0039]目前公知的評價土體抗侵蝕特性的方法一般為現場或模型試驗，投資極大;或者僅僅進行內部沖蝕的試驗，難以綜合評價土體表面及內部在耦合侵蝕情況下土體抗蝕特性，本發明技術的試驗方法，可進行表面侵蝕、內部侵蝕及綜合侵蝕情況下評價土體的抗蝕特性，主要步驟為:取樣一制樣一侵蝕(表面侵蝕、內部侵蝕或綜合侵蝕)一數據采集一數據處理一綜合評價。考慮因素全面，通過將表面侵蝕及內部侵蝕結合在一起，使得對于綜合侵蝕情況下土體的抗侵蝕能力的評價更加真實和精細。
【主權項】
1.一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選取并制作土樣，在土樣的內部設置若干沿土樣軸向的孔洞； 2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質量； 3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內，對土樣的內部進行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質量； 4)將土樣沿徑向切開，測量侵蝕后的土樣內部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化； 5)根據土樣表面侵蝕下來的土體質量、內部侵蝕下來的土體質量和土樣內部的孔洞尺寸變化，完成對土體抗蝕性的評價。2.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟I)中土樣選取原狀土或擾動土，擾動土在制樣時等間距預埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，形成孔洞;原狀土在制樣時采用鋼針等間距穿孔，形成孔洞。3.根據權利要求2所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的孔洞直徑為Imm04.根據權利要求3所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的土樣制作為圓柱狀或長方體狀。5.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中對土樣進行侵蝕時，將土樣放置在與土樣尺寸對應的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中。6.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟2)中采用水流對土樣進行表面侵蝕時，除了表面以外的面均作防水處理。7.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟3)中采用水流對土樣進行內部侵蝕時，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理。8.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中氣流侵蝕采用自然風或風機提供動力。9.根據權利要求1所述的一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中采用重量傳感器測量侵蝕下來的土體質量。
【專利摘要】本發明公開了一種綜合評價土體抗蝕性的試驗方法，目的在于，能夠評價土體在表面侵蝕、內部侵蝕作用以及耦合侵蝕作用下的抗蝕性，所采用的技術方案為，包括以下步驟：1)選取并制作土樣，在土樣的內部設置若干沿土樣軸向的孔洞；2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質量；3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內，對土樣的內部進行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質量；4)將土樣沿徑向切開，測量侵蝕后的土樣內部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；5)根據土樣表面侵蝕下來的土體質量、內部侵蝕下來的土體質量和土樣內部的孔洞尺寸變化，完成對土體抗蝕性的評價。
【IPC分類】G01N17/00
【公開號】CN105547973
【申請號】CN201510937122
【發明人】趙高文, 石美, 馬小莉, 韋鋒, 鮑亮亮
【申請人】榆林學院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日