一種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法和裝置，包括如下步驟：(1)制作多個(gè)水泥摻量為7％-15％的圓柱形水泥土試件，分別置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下和海水養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28-120天；(2)分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和海水養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件進(jìn)行滲透試驗(yàn)，分別得到水泥土試件未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)及劣化水泥土的等效滲透系數(shù)；(3)利用貫入試驗(yàn)分別確定水泥土試件的劣化深度；(4)根據(jù)達(dá)西定律進(jìn)行計(jì)算，求得水泥土試件劣化層的滲透系數(shù)；通過(guò)求解試件劣化層滲透系數(shù)進(jìn)而求解出劣化水泥土試件的等效滲透系數(shù)，避免了通過(guò)滲透試驗(yàn)直接求解水泥土等效滲透系數(shù)中尺寸效應(yīng)帶來(lái)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，特別涉及一種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法 和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 水泥土是用水泥做結(jié)合料所得的混合料的一個(gè)廣義名稱，包括用水泥穩(wěn)定的各種 細(xì)粒土、中粒土、粗粒土，適用于基坑工程中的防滲止水帷幕，各級(jí)公路的基層和底基層及 小型農(nóng)田水利工程的橋、涵、閘等配套工程，還可用于大壩護(hù)坡以及道路穩(wěn)定層、大型渠道 的墊層等，尤其適用于沙礫料缺乏地區(qū)。水泥土具有可就地取材，減少運(yùn)輸，施工方便，價(jià)格 低廉等優(yōu)點(diǎn)。此外，水泥土還具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、承載力高、強(qiáng)度可調(diào)整以及幾乎各種土 都可以用水泥進(jìn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。然而，長(zhǎng)期處在腐蝕場(chǎng)地（濱海地區(qū)和化學(xué)污染場(chǎng)地等） 中的水泥土等加固體將發(fā)生強(qiáng)度降低、滲透性增大的劣化現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了其加固和防滲 性能。然而，目前還沒(méi)有關(guān)于水泥土劣化后其劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)確定方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于此，本發(fā)明提出了一種腐蝕環(huán)境中水泥土劣化后其表層劣化區(qū)滲透性的測(cè)試 方法，利用可獲取的未劣化水泥土的滲透系數(shù)及劣化水泥土的等效滲透系數(shù)，求解劣化層 的滲透系數(shù)，為腐蝕環(huán)境下水泥土的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0005] -種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，包括如下步驟，
[0006] (1)制作多個(gè)水泥摻量為7% -15%的圓柱形水泥土試件，分別置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件 下和海水養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28-120天；所述的百分比皆為質(zhì)量百分比；
[0007] (2)分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和海水養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件進(jìn)行滲透試驗(yàn)，得標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件 下的水泥土試件未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)及海水養(yǎng)護(hù)條件下劣化水泥土的等效滲透系 數(shù)；
[0008] (3)利用貫入試驗(yàn)確定水泥土試件的劣化深度A;
[0009] (4)將上述的水泥土試件的未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)、劣化水泥土的等效滲透 系數(shù)和劣化深度結(jié)合達(dá)西定律進(jìn)行計(jì)算，求得水泥土試件劣化層滲透系數(shù)。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，所述的未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)的具體測(cè)定步驟為：將 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件裝入滲透系數(shù)測(cè)定裝置，用黃油加水泥密封，上下各安設(shè)透水石， 調(diào)節(jié)壓力表逐級(jí)施壓，至試件表面有水滲出時(shí)停止加壓，保持壓力穩(wěn)定，待滴定管內(nèi)頁(yè)面穩(wěn) 定后，開(kāi)始讀數(shù)，獲取此時(shí)施加的滲流壓力P、時(shí)間間隔t及t時(shí)間間隔內(nèi)水的滲流量V，根 據(jù)達(dá)西定律計(jì)算，得未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步地，步驟（2)中，所述的劣化水泥土的等效滲透系數(shù)的具體測(cè)定步驟為：將 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件裝入滲透系數(shù)測(cè)定裝置，用黃油加水泥密封，上下各安設(shè)透水石， 調(diào)節(jié)壓力表逐級(jí)施壓，至試件表面有水滲出時(shí)停止加壓，保持壓力穩(wěn)定，待滴定管內(nèi)頁(yè)面穩(wěn) 定后，開(kāi)始讀數(shù)，獲取此時(shí)施加的滲流壓力P、時(shí)間間隔t及t時(shí)間間隔內(nèi)水的滲流量V，根 據(jù)達(dá)西定律計(jì)算，得劣化水泥土的等效滲透系數(shù)。

【權(quán)利要求】
1. 一種水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，包括如下步驟， (1) 制作多個(gè)水泥摻量為7% -15%的圓柱形水泥土試件，分別置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下和 海水養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28-120天；所述的百分比皆為質(zhì)量百分比； (2) 分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和海水養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件進(jìn)行滲透試驗(yàn)，得標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的 水泥土試件未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)及海水養(yǎng)護(hù)條件下劣化水泥土的等效滲透系數(shù)； (3) 利用貫入試驗(yàn)確定水泥土試件的劣化深度Λ; (4) 將上述的水泥土試件的未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)、劣化水泥土的等效滲透系數(shù) 和劣化深度結(jié)合達(dá)西定律進(jìn)行計(jì)算，求得水泥土試件劣化層滲透系數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，步驟（2) 中，所述的未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)的具體測(cè)定步驟為：將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件裝 入滲透系數(shù)測(cè)定裝置，用黃油加水泥密封，上下各安設(shè)透水石，調(diào)節(jié)壓力表逐級(jí)施壓，至試 件表面有水滲出時(shí)停止加壓，保持壓力穩(wěn)定，待滴定管內(nèi)頁(yè)面穩(wěn)定后，開(kāi)始讀數(shù)，獲取此時(shí) 施加的滲流壓力Ρ、時(shí)間間隔t及t時(shí)間間隔內(nèi)水的滲流量V，根據(jù)達(dá)西定律計(jì)算，得未劣化 區(qū)水泥土的滲透系數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，步驟（2) 中，所述的劣化水泥土的等效滲透系數(shù)的具體測(cè)定步驟為：將海水養(yǎng)護(hù)下的水泥土試件裝 入滲透系數(shù)測(cè)定裝置，用黃油加水泥密封，上下各安設(shè)透水石，調(diào)節(jié)壓力表逐級(jí)施壓，至試 件表面有水滲出時(shí)停止加壓，保持壓力穩(wěn)定，待滴定管內(nèi)頁(yè)面穩(wěn)定后，開(kāi)始讀數(shù)，獲取此時(shí) 施加的滲流壓力P、時(shí)間間隔t及t時(shí)間間隔內(nèi)水的滲流量V，根據(jù)達(dá)西定律計(jì)算，得劣化水 泥土的等效滲透系數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，步驟（3) 中，對(duì)劣化水泥土試件和未劣化試件進(jìn)行貫入試驗(yàn)，獲取貫入阻力同貫入深度之間的關(guān)系 曲線，對(duì)劣化水泥土試件曲線強(qiáng)度開(kāi)始發(fā)揮的后半部分，即貫入阻力隨深度的增加顯著增 大的部分曲線進(jìn)行直線的擬合，與縱軸的交點(diǎn)作為劣化深度Λ。
5. 如權(quán)利要求1所述的水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，步驟（2) 中，所述的未劣化區(qū)水泥土的滲透系數(shù)根據(jù)公式& = 計(jì)算，式中：k為滲透系數(shù)；h 為滲徑即試件高度；t為時(shí)間間隔；A為試件橫截面積（cm2) ;V為時(shí)間間隔t滲出的流量 (mL) ;p為施加的滲透壓力（MPa) ;Yw為水的重度。
6. 如權(quán)利要求1所述的水泥土劣化層滲透系數(shù)的室內(nèi)測(cè)定方法，其特征在于，步驟（2) ;100K/ /? 中，所述的劣化水泥土的等效滲透系數(shù)根據(jù)公式& =pM 計(jì)算，式中：k為滲透系數(shù)；h 為滲徑即試件高度；t為時(shí)間間隔；A為試件橫截面積（cm2) ;V為時(shí)間間隔t滲出的流量 (mL) ;p為施加的滲透壓力（MPa) ;Yw為水的重度。
7. -種水泥土試件滲透系數(shù)測(cè)試裝置，包括滲流筒、水槽、氣泵、滴定管，其特征在于： 滲流筒頂部通過(guò)出水管與滴定管連通，滲流筒內(nèi)壁的上部設(shè)置有多個(gè)防滑卡，滲流筒內(nèi)設(shè) 置有與滲流筒等徑的透水石，滲流筒底部通過(guò)進(jìn)水管與水槽連通，水槽的上部通過(guò)測(cè)壓管 與氣泵相連，測(cè)壓管上設(shè)置有壓力表和調(diào)節(jié)閥。
8. 如權(quán)利要求7所述測(cè)試裝置，其特征在于，所述滲流筒內(nèi)壁的上部等間距地設(shè)置有 三個(gè)防滑卡。
9. 如權(quán)利要求7所述測(cè)試裝置，其特征在于，所述的水槽的底部的高度低于所述的滲 流筒的底端的高度。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK104458530SQ201410717063
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】崔新壯, 侯飛, 黃丹, 湯濰澤, 樓俊杰 申請(qǐng)人:山東大學(xué)