專(zhuān)利名稱(chēng)：鹽漬土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土建工程的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停绕涫且环N鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 背景技術(shù)：
目前眾所周知，公路交通建設(shè)是帶動(dòng)全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的紐帶。隨著社會(huì)的發(fā)展，不管在西部地區(qū)還是在東部沿海，鹽潰土問(wèn)題已成為公路建設(shè)中面臨的一個(gè)主要難題。作為一個(gè)特殊的路基填料，鹽潰土在地下水、環(huán)境溫度以及車(chē)載的綜合作用下，極易發(fā)生鹽脹、凍脹、融陷以及翻漿等綜合病害，對(duì)公路正常運(yùn)營(yíng)，養(yǎng)護(hù)和維修帶來(lái)極其不利的影響。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于鹽潰土的理論研究，結(jié)合具體工程提出了一些防治鹽潰土地基溶陷、鹽 脹和腐蝕的設(shè)計(jì)和施工措施，并積累了許多有益的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。然而，對(duì)于鹽潰土的理論研究主要集中在以下幾個(gè)方面如何應(yīng)用不同材料對(duì)鹽潰土進(jìn)行改良；應(yīng)用水沖等方法對(duì)鹽潰土地基、路基進(jìn)行處治；研究不同鹽潰土對(duì)道路的危害有何不同；通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)模擬鹽潰土鹽分、水分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等。而如何才能對(duì)鹽潰土路基、地基提出更為經(jīng)濟(jì)有效的處置措施，準(zhǔn)確清楚地掌握鹽潰土路基中鹽分的聚集規(guī)律是關(guān)鍵?？v觀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)于鹽潰土路基中水分上升規(guī)律以及鹽分的實(shí)際聚集規(guī)律的研究幾乎沒(méi)有，這樣對(duì)于鹽潰土處置措施的影響效果以及工程造價(jià)的評(píng)價(jià)就存在很大的局限性?，F(xiàn)階段主要是通過(guò)理論分析、數(shù)值計(jì)算等手段對(duì)鹽潰土中鹽分的聚集規(guī)律進(jìn)行研究。由于理論分析和數(shù)值計(jì)算受參數(shù)選定、模型選取、本構(gòu)關(guān)系等因素的影響極大，分析結(jié)果的合理性和代表性較難確定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，該模型能夠有效?yàn)證理論計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行可控的規(guī)律性探討，還能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)及其實(shí)施工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)提高。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，包括模型體，所述模型體包括由磚砌圍 體(或者其它不易變形材料)構(gòu)成的上部開(kāi)口的空腔結(jié)構(gòu)，(空腔結(jié)構(gòu)只要保證一側(cè)透明且不漏水即可)，所述空腔結(jié)構(gòu)分成兩部分，一部分為注水槽，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與注水槽底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的土路基，碎石墊層與土路基中間用透水土工布隔開(kāi)；所述模型體的其中一側(cè)墻面的內(nèi)壁上立有其上帶若干孔的透明擋板，另一側(cè)墻面上用紅漆標(biāo)記有刻度線。在模型建成后，一方面可以觀測(cè)水分上升高度與速度，兩一方面可以從圓孔中取土，測(cè)試土壤的鹽分含量。所述帶若干孔的透明擋板為帶有若干圓孔的透明有機(jī)玻璃擋板。所述模型體的上方安裝有噴淋裝置，所述噴淋裝置包括設(shè)置于管道上的若干噴頭，管道與水源相連，管道上設(shè)有開(kāi)關(guān)。用來(lái)模擬自然雨天對(duì)鹽潰土路基中鹽分的影響。[0009]所述土路基的邊坡坡率為I : I. 5或根據(jù)實(shí)際需要模擬的路基邊坡坡率而定。本實(shí)用新型的模型材料及尺寸由于常見(jiàn)路堤為對(duì)稱(chēng)形式，因此可選用半幅路基進(jìn)行試驗(yàn)研究；由于本模型主要總結(jié)鹽潰土中的鹽分在垂直方向上的聚集規(guī)律，因此路基寬度可適當(dāng)縮??；填土路基的高度雖各不相同，但是通過(guò)已有研究總 結(jié)土的物理性質(zhì)，得知水分在土路基中的上升高度一般最大可達(dá)I. 5 2m，而鹽分的上升隨水分上升同時(shí)進(jìn)行，因此路基模型的填筑高度可小于兩米即可。因此本試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽鐬槁坊L(zhǎng)度Im ;半幅路基頂面寬度1. 5m ;填土高度I. 5m;邊坡坡率1 I. 5 (路基工程中最常用的邊坡坡率)。模型路基采用土分層填筑并夯實(shí)；為模擬地下水及毛細(xì)水上升現(xiàn)象，模型路基的地基開(kāi)始首先填筑IOcm的碎石墊層，碎石墊層與注水槽聯(lián)通，通過(guò)向注水槽注水來(lái)保證地下鹽水水位的穩(wěn)定。所述路基填料可為多種工程中用的路基填土，不局限于黃泛區(qū)粉土。實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容與手段測(cè)試內(nèi)容包括鹽水的在路基中上升高度與速度；鹽水在路基邊坡的上升高度與速度；路基中不同深度下土壤的含鹽量；路基邊坡不同深度下土壤的含鹽量。鹽水在路基中以及路基邊坡的上升高度與速度可以通過(guò)透明擋板觀測(cè)水位線的變化得到；由于市面上出產(chǎn)的測(cè)定鹽分的濃度只能精確到0.5%，而且鹽分測(cè)定計(jì)的高度一般在20cm左右，這樣就很難精確測(cè)定(IOcm范圍內(nèi))路基不同深度的鹽分，所以路基以及路基邊坡中不同深度下土壤的含鹽量需要通過(guò)取土器取樣，然后采取滴定法或烘干法來(lái)獲得。

圖I本實(shí)用新型模型結(jié)構(gòu)的正面示意圖；圖2本實(shí)用新型模型結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖3本實(shí)用新型模型結(jié)構(gòu)的主要組成部分示意圖；其中，圖3(a)本實(shí)用新型的磚砌圍體示意圖，圖3(b)有機(jī)玻璃擋板示意圖；圖3(c)模擬天然降水的噴頭及水管示意圖圖4新型取土器示意圖；圖5本實(shí)用新型完成后三維結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I.磚砌圍體，2.注水槽，3.透明有機(jī)玻璃板，4.圓孔，5.噴頭，6.管道，7.開(kāi)關(guān)，8.碎石墊層，9.透水土工布，10.刻度線，11. 土路基，12.圓管，13.螺帽，14.帶孔塑料布。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1-5所示，一種鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，包括模型體，所述模型體包括由磚砌圍體I構(gòu)成的上部開(kāi)口的空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)分成兩部分，一部分為注水槽2，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層8，且碎石墊層8與注水槽2底部連通，碎石墊層8上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的邊坡坡率為I : I. 5的土路基11，碎石墊層8與土路基11中間用透水土工布9隔開(kāi)；所述模型體的其中一側(cè)墻面的內(nèi)壁上立有其上帶若干直徑3 5cm的圓孔4的透明有機(jī)玻璃擋板3，另一側(cè)墻面上用紅漆標(biāo)記有刻度線10。在模型建成后，一方面可以觀測(cè)水分上升高度與速度，兩一方面可以從圓孔4中取土，測(cè)試土壤的鹽分含量。模型體的上方安裝有噴淋裝置，所述噴淋裝置包括設(shè)置于管道6上的若干噴頭5，管道6與水源相連，管道6上設(shè)有可以調(diào)節(jié)大小的開(kāi)關(guān)7，用來(lái)模擬自然雨天對(duì)鹽潰土路基中鹽分的影響。本實(shí) 用新型的模型材料及尺寸原型和模型的相似常數(shù)包括由于常見(jiàn)路堤為對(duì)稱(chēng)形式，因此可選用半幅路基進(jìn)行試驗(yàn)研究；由于本模型主要總結(jié)鹽潰土中的鹽分在垂直方向上的聚集規(guī)律，因此路基寬度可適當(dāng)縮小；填土路基的高度雖各不相同，但是通過(guò)已有研究總結(jié)土的物理性質(zhì)，得知水分在土路基中的上升高度一般最大可達(dá)I. 5 2. 0m，而鹽分的上升隨水分上升同時(shí)進(jìn)行，因此路基模型的填筑高度可小于兩米即可。因此本試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽鐬槁坊L(zhǎng)度Im ;半幅路基頂面寬度1. 5m ;填土高度1.5m;邊坡坡率1 1.5(路基工程中最常用的邊坡坡率)或根據(jù)實(shí)際需要模擬的路基邊坡坡率。模型路基采用土分層填筑并夯實(shí)；為模擬地下水及毛細(xì)水上升現(xiàn)象，模型路基的地基開(kāi)始首先填筑IOcm的碎石墊層8，碎石墊層8與注水槽2聯(lián)通，通過(guò)向注水槽2注水來(lái)保證地下鹽水水位的穩(wěn)定。路基填料可為多種工程中用的路基填土，不局限于黃泛區(qū)粉土。下面是一個(gè)具體的實(shí)施例子假設(shè)填筑的路基高度為I. 5m,填筑材料采用黃泛區(qū)土。I.按照路基填筑的高度進(jìn)行磚砌圍體I的施工。磚砌圍體I為一長(zhǎng)方體空腔，一面開(kāi)口，如圖3 (a)。砌體總長(zhǎng)度為4. 5m，其中包括3. 75m長(zhǎng)的圍土砌體，還包括0. 75m長(zhǎng)的注水槽2。圍土砌體的高度為2m，寬度I. 5m,厚度0. 4m,圍成空腔的實(shí)際高度約I. 6m。注水槽總高度0. 8m,里面空腔高度0. 4m,寬0. 5m。2.磚砌圍體4建成后，在其中一面的內(nèi)側(cè)放置有透明機(jī)玻璃板3，形狀如圖3(b)，高度I. 6m,寬度為3. 25m。另一側(cè)墻面用紅漆標(biāo)記刻度線10。用乳膠漆將磚砌圍體的底面四周縫隙以及有機(jī)玻璃板與砌體的接縫涂抹封閉，保證空腔體不會(huì)漏水。3.待圍體強(qiáng)度形成后，先向模型內(nèi)注入少量的水，檢驗(yàn)空腔以及注水槽2是否漏水。確定不漏后，向磚砌圍體的空腔填筑IOcm的碎石墊層8。鋪好后,加鋪一層透水土工布9，以防止土與碎石混合，阻礙水分的上升。然后分層填筑土，每層填筑厚度為20cm，并用夯實(shí)機(jī)夯實(shí)。填筑過(guò)程要按照路基施工規(guī)范要求，保證土基的壓實(shí)度，并作好記錄。4.路基填筑壓實(shí)完成后，在路基頂部加鋪一層帶孔的塑料布14，以更加全面的模擬路面層對(duì)路基的影響，一方面可以一定程度的抑制路基土中水分的蒸發(fā)；另一方面，可以減小模擬試驗(yàn)中的雨天對(duì)路基頂部的沖刷。放置一段時(shí)間，待穩(wěn)定后，將貼有有機(jī)玻璃板的一側(cè)磚體拆除I. 2m,留下0. 8m，露出有機(jī)玻璃板3。這樣因?yàn)樗槭瘜右约巴翆涌偣灿?. 4m可以擠壓住有機(jī)玻璃板3，既可以保證路基的穩(wěn)定，又可以清楚的觀測(cè)水分的上升高度以及土樣的采集。5.將配置好的一定濃度的Nacl鹽水，緩慢加入注水槽2中，保證水位線沒(méi)過(guò)碎石墊層5。試驗(yàn)剛開(kāi)始時(shí)因?yàn)橥恋拿?xì)作用很強(qiáng)，所以要不斷加水，保證注水槽2中的水位線不變。注水槽中的鹽水可為多種，不局限于Nacl鹽水。[0036]6.通過(guò)圖I中的透明有機(jī)玻璃板3以及刻度線10，隨時(shí)記好路基以及路基邊坡中水分的上升時(shí)間以及相應(yīng)的高度。7.重復(fù)不斷加水直至水位線不再上升為止。8.利用取土器(如圖4所示，包括均分為兩半并且?guī)в锌潭纫约奥菁y的圓管12和閉合圓管的螺帽13，沒(méi)有螺紋的一側(cè)管口口徑稍小)，通過(guò)有機(jī)玻璃板的圓孔4以及路基邊坡進(jìn)行取樣，配成溶液后，按照滴定法或者烘干法精確測(cè)試不同深度以及不同位置下土中鹽分的含量。取土位置可以通過(guò)圍體中的刻度線10以及取土器中的刻度線確定。9.鹽分測(cè)定完成后，打開(kāi)開(kāi)關(guān)7，進(jìn)行雨水對(duì)路基鹽分影響的模擬。一定時(shí)間后，再次取樣測(cè)定路基中同一深度下土中鹽分的變化。10. 一種濃度的鹽分聚集規(guī)律測(cè)定完成后，可以改變鹽水的濃度，以及鹽水的類(lèi)另IJ，進(jìn)行多種鹽分聚集規(guī)律的測(cè)定。
權(quán)利要求1.一種鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于，包括模型體，所述模型體包括上部開(kāi)口的空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)分成兩部分，一部分為注水槽，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與注水槽底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的土路基，碎石墊層與土路基中間用透水土工布隔開(kāi)；所述模型體的其中一側(cè)墻面的內(nèi)壁上立有其上帶若干孔的透明擋板，另一側(cè)墻面上標(biāo)記有刻度線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述帶若干孔的透明擋板為帶有若干圓孔的透明有機(jī)玻璃擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述模型體的上方安裝有噴淋裝置，所述噴淋裝置包括設(shè)置于管道上的若干噴頭，管道與水源相連，管道上設(shè)有大小能夠調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽潰土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ停涮卣髟谟冢鐾谅坊倪吰缕侣蕿镮 : I. 5，路基填筑高度介于I. 5 2. Om。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種鹽漬土路基鹽分聚集規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ停Ｐ腕w，所述模型體包括由磚砌圍體(或其他材料)構(gòu)成的上部開(kāi)口的空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)分成兩部分，一部分為注水槽，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與注水槽底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的土路基，碎石墊層與土路基中間用透水土工布隔開(kāi)；所述模型體的其中一側(cè)墻面的內(nèi)壁上立有其上帶若干孔的透明擋板，另一側(cè)墻面上用紅漆標(biāo)記有刻度線。該模型能夠有效驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行可控的規(guī)律性探討，還能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)及其實(shí)施工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)提高。
文檔編號(hào)G01N33/42GK202421181SQ201220016868
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者商慶森, 姚占勇, 張堃, 張愷, 張曉萌 申請(qǐng)人:山東大學(xué)