本發(fā)明涉及一種土體崩解性的測(cè)試方法及崩解儀，特別是一種土體崩解臨界含水率測(cè)試方法及崩解儀。
背景技術(shù)：
土體崩解臨界含水率崩解儀主要是測(cè)試土體在水中濕化崩解的臨界含水率。當(dāng)前，土體崩解的特性通過土體濕化儀試驗(yàn)測(cè)試(見水利工程土工試驗(yàn)規(guī)范sl237-008-1999、鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)范tb10102-2004)。但土體濕化儀主要測(cè)試土體的崩解量，未能測(cè)試其土體崩解臨界含水率。為了測(cè)試其土體崩解臨界含水率，開發(fā)土體崩解臨界含水率測(cè)試方法和崩解儀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種土體崩解臨界含水率測(cè)試方法及崩解儀。本發(fā)明提出了一種新的土體崩解臨界含水率測(cè)試方法及崩解儀，彌補(bǔ)了目前土體崩解臨界值含水率測(cè)試方法的缺失，同時(shí)，本發(fā)明提供的崩解儀可自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)，讀取方便，且便于攜帶。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，包括如下步驟：
(1)制作不同含水率的土樣若干組；
(2)向容器內(nèi)注水，完全浸沒過網(wǎng)板，通過壓力感應(yīng)器測(cè)得初始?jí)毫χ祊01，然后放干容器內(nèi)的水；
(3)將步驟(1)制得的其中一組土樣插入土體水分傳感探針內(nèi)，測(cè)試土樣的含水率為w1；
(4)將步驟(3)含水率為w1的土樣，放入容器網(wǎng)板上，向容器中注水，直至完全淹沒土樣，此時(shí)讀取土樣的壓力值pc1；
(5)當(dāng)土樣完全崩解后或者經(jīng)過48小時(shí)后，終止測(cè)試，讀取壓力感應(yīng)器壓力值pz1；
(6)步驟(2)、(4)和(5)中的p01、pc1和pz1通過公式
(7)重復(fù)上述步驟，依次測(cè)試其他組土樣的含水率w和崩解量b，并以此若干組數(shù)據(jù)繪制b-w曲線，取曲線中崩解量臨界0位置的兩個(gè)含水率wi和wi+1，并取這兩個(gè)含水率的中間值，作為土體崩解臨界含水率wc。
前述的土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，所述步驟(1)中土樣的制備方法為：
(1)取同一區(qū)域的土樣若干組，測(cè)試其含水率wt，然后在每組土樣表面噴少量水，直至表面濕潤(rùn)不吸水后，將土樣完全浸泡在水中24小時(shí)，然后測(cè)試其飽和含水率wb；
(2)然后將步驟(1)中部分土樣烘干，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為0-wt的土樣n組，n≥2；
(3)然后在步驟(1)中另一部分土樣上噴水，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為wt-wb的土樣m組，m≥2。
前述的土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，所述土樣采用原狀土樣制作。
前述的土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，所述步驟(1)和步驟(3)中，土樣表面采用多次少量的方式進(jìn)行噴水。
前述的土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，所述步驟(2)中，土樣采用自然風(fēng)干或低溫烘干的方式進(jìn)行烘干。
一種前述土體崩解臨界含水率測(cè)試方法所采用的崩解儀，包括有容器，容器上設(shè)有土體水分傳感探針，容器一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管，容器頂部中心處設(shè)有壓力感應(yīng)器，壓力感應(yīng)器上連接有傳力桿，傳力桿豎直向下伸入容器中，并在底端連接有網(wǎng)板；壓力感應(yīng)器和土體水分傳感探針電性連接有計(jì)算機(jī)。
前述的土體崩解臨界含水率崩解儀，所述容器的一側(cè)還設(shè)有排水管，排水管位于網(wǎng)板與壓力感應(yīng)器之間。
前述的土體崩解臨界含水率崩解儀，所述容器上設(shè)有蓄電池，蓄電池與所述壓力感應(yīng)器和計(jì)算機(jī)電性連接。
前述的土體崩解臨界含水率崩解儀，所述容器上設(shè)有顯示器，顯示器與所述蓄電池和計(jì)算機(jī)電性連接。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明的測(cè)試方法解決了土工試驗(yàn)規(guī)范(gb/t50123-1999)、水利工程土工試驗(yàn)規(guī)范(sl237-008-1999)及鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)范(tb10102-2004)中，無測(cè)試土體崩解臨界含水率測(cè)試方法的缺陷。
2、本發(fā)明的崩解儀通過在容器上設(shè)置壓力感應(yīng)器，并通過傳力桿連接網(wǎng)板，土樣放在網(wǎng)板上以后，其濕化后的壓力通過壓力感應(yīng)器時(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算崩解速度和崩解量，與傳統(tǒng)方式相比，本發(fā)明采集數(shù)據(jù)更加自動(dòng)化，數(shù)去讀取也更加方便。
3、本發(fā)明的崩解儀通過在網(wǎng)板與壓力感應(yīng)器之間的容器上設(shè)置排水管，可避免水位過高浸泡壓力感應(yīng)器原件，保證了設(shè)備使用的可靠性和安全性。
4、本發(fā)明的崩解儀通過在容器上設(shè)置蓄電池，使本發(fā)明在野外仍然能夠工作。
5、本發(fā)明的崩解儀通過設(shè)置顯示器，可直接將計(jì)算機(jī)計(jì)算的結(jié)果通過數(shù)字和圖標(biāo)進(jìn)行顯示，使用更加方便。
為證明本發(fā)明的有益效果，申請(qǐng)人做了如下實(shí)驗(yàn)：
申請(qǐng)人取廣西武宣紅黏土，按照本發(fā)明的制樣方法制備了5組土樣，并將土樣依次按照本發(fā)明的測(cè)試方法測(cè)試每組土樣的崩解臨界含水率，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1廣西武宣紅粘土臨界崩解含水率
附圖說明
附圖1為本發(fā)明崩解儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記說明：1-容器，2-進(jìn)水管，3-壓力感應(yīng)器，4-傳力桿，5-網(wǎng)板，6-計(jì)算機(jī)，7-顯示器，8-排水管，9-蓄電池，10-土體水分傳感探針。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。
本發(fā)明的實(shí)施例：
實(shí)施例1、一種土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，包括如下步驟：
(1)取同一區(qū)域的原狀土樣(原狀土樣又稱不擾動(dòng)土樣，相對(duì)保持天然結(jié)構(gòu)和天然含水率的土樣。用于測(cè)定天然土的物理、力學(xué)性質(zhì)，如重度、天然含水率、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強(qiáng)度等)4組，測(cè)試其含水率wt，然后在每組土樣表面采用多次少量的方式噴少量水，直至表面濕潤(rùn)不吸水后，將土樣完全浸泡在水中24小時(shí)，然后測(cè)試其飽和含水率wb；
(2)然后將步驟(1)中部分土樣采用自然風(fēng)干或低溫烘干的方式進(jìn)行烘干，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為0-wt的土樣2組；
(3)然后在步驟(1)中另一部分土樣上以少量多次的方式進(jìn)行噴水，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為wt-wb的土樣2組，然后將土樣按照含水率依次排序1、2、3、4；
(4)向容器1內(nèi)注水，直至水完全浸沒過網(wǎng)板5，通過壓力感應(yīng)器3測(cè)得初始?jí)毫χ祊01，然后放干容器1內(nèi)的水；
(5)將編號(hào)1的土樣插入土體水分傳感探針10上，測(cè)得土樣1的含水率w1；
(6)然后將測(cè)試了含水率的土樣1放入容器1內(nèi)的網(wǎng)板5上，想容器1內(nèi)注水，直至完全淹沒土樣1，通過壓力感應(yīng)器3測(cè)得網(wǎng)板5上土樣的壓力值pc1；
(7)當(dāng)土樣完全崩解或者超過48小時(shí)以后還未崩解時(shí)，終止測(cè)試，讀取壓力值pz1；
(8)土樣1通過
(9)重復(fù)上述步驟，依次測(cè)試土樣2、3、4的含水率w和崩解量b，并以此若干組數(shù)據(jù)繪制b-w曲線，取曲線中崩解量臨界0位置的兩個(gè)含水率wi和wi+1，并取這兩個(gè)含水率的中間值，即為土體崩解臨界含水率。
實(shí)施例2、一種土體崩解臨界含水率測(cè)試方法，包括如下步驟：
(1)取同一區(qū)域的原狀土樣(原狀土樣又稱不擾動(dòng)土樣，相對(duì)保持天然結(jié)構(gòu)和天然含水率的土樣。用于測(cè)定天然土的物理、力學(xué)性質(zhì)，如重度、天然含水率、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強(qiáng)度等)10組，測(cè)試其含水率wt，然后在每組土樣表面采用多次少量的方式噴少量水，直至表面濕潤(rùn)不吸水后，將土樣完全浸泡在水中24小時(shí)，然后測(cè)試其飽和含水率wb；
(2)然后將步驟(1)中部分土樣采用自然風(fēng)干或低溫烘干的方式進(jìn)行烘干，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為0-wt的土樣5組；
(3)然后在步驟(1)中另一部分土樣上以少量多次的方式進(jìn)行噴水，并以wt為基礎(chǔ)，制備含水率間隔2-3％，含水率區(qū)間為wt-wb的土樣5組，然后將土樣按照含水率依次排序1、2、3、4、5、6、7、8、9、10；
(4)向容器1內(nèi)注水，直至水完全浸沒過網(wǎng)板5，通過壓力感應(yīng)器3測(cè)得初始?jí)毫χ祊01，然后放干容器1內(nèi)的水；
(5)將編號(hào)1的土樣插入土體水分傳感探針10上，測(cè)得土樣1的含水率w1；
(6)然后將測(cè)試了含水率的土樣1放入容器1內(nèi)的網(wǎng)板5上，想容器1內(nèi)注水，直至完全淹沒土樣1，通過壓力感應(yīng)器3測(cè)得網(wǎng)板5上土樣的壓力值pc1；
(7)當(dāng)土樣完全崩解或者超過48小時(shí)以后，終止試驗(yàn)，讀取壓力值pz1；
(8)土樣1通過
(9)重復(fù)上述步驟，依次測(cè)試土樣2、3、4、5、6、7、8、9、10的含水率w和崩解量b，并以此若干組數(shù)據(jù)繪制b-w曲線，取曲線中崩解量臨界0位置的兩個(gè)含水率wi和wi+1，并取這兩個(gè)含水率的中間值，即為土體崩解臨界含水率。
實(shí)施例3、一種實(shí)施上述方法的土體崩解臨界含水率崩解儀，如附圖1所示，包括有容器1，容器1的頂部設(shè)有土體水分傳感探針10，容器1一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管2，容器1頂部中心處設(shè)有壓力感應(yīng)器3，壓力感應(yīng)器3上連接有傳力桿4，傳力桿4豎直向下伸入容器1中，并在底端連接有網(wǎng)板5；壓力感應(yīng)器3電性連接有計(jì)算機(jī)6。
所述容器1的一側(cè)還設(shè)有排水管8，排水管8位于網(wǎng)板5與壓力感應(yīng)器3之間。
所述容器1上設(shè)有蓄電池9，蓄電池9與所述壓力感應(yīng)器3和計(jì)算機(jī)6電性連接。
所述容器1上設(shè)有顯示器7，顯示器7與所述蓄電池9和計(jì)算機(jī)6電性連接。
工作原理：網(wǎng)板5上的土樣，通過傳力桿4，連接在微型壓力感應(yīng)器3上，讀取壓力值p，通過蓄電池9為設(shè)備供電，方便現(xiàn)場(chǎng)攜帶；2)讀取網(wǎng)板4對(duì)微型壓力感應(yīng)器3的壓力值；3)將土樣放入容器1中的網(wǎng)板5內(nèi)，從進(jìn)水管2注水直至和排水管8的溢水管持平(防止水注滿，浸泡元件)，當(dāng)土樣完全浸入水體中，讀取壓力值pc；4)當(dāng)經(jīng)過任意時(shí)間t后，試樣濕化崩解，網(wǎng)板5上土樣重量通過傳力桿4傳遞至微型壓力感應(yīng)器3，微型壓力感應(yīng)器3記錄t時(shí)刻壓力值；4)當(dāng)試樣完全崩解后或者經(jīng)過48小時(shí)后(未完全崩解)，終止試驗(yàn)；5)微型壓力感應(yīng)器3采集的壓力值通過數(shù)據(jù)線(或無線傳輸)傳入計(jì)算機(jī)6數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。