2接觸處涂抹一圈玻璃膠，以防滲漏(為了保證隔熱底板4不因在裝填土樣過程中被壓壞，隔熱底板4宜采用強(qiáng)度較高的泡沫玻璃隔熱層)；將傳熱導(dǎo)管6纏繞在土樣筒I外周(注意不要將傳熱導(dǎo)管6壓住土樣筒I側(cè)壁的預(yù)留孔)，并調(diào)試恒溫冷浴控制機(jī)5，并檢查傳熱導(dǎo)管6密封情況，開機(jī)試運(yùn)行檢查溫度控制系統(tǒng)控溫效果。
[0058]②將土樣筒I底部出水智能流量表12固定、密封在土樣筒I底部的預(yù)留孔位置處，并在土樣筒I底部填裝5cm厚的細(xì)砂21;出水流量表導(dǎo)管10靠近土樣筒I內(nèi)部的端口應(yīng)綁扎濾網(wǎng)，以免細(xì)砂21堵塞流量表導(dǎo)管10。
[0059]③測(cè)定原狀土土樣初始含水率和易溶鹽含量；
[0060]④將所有傳感器數(shù)據(jù)線18穿過土樣筒壁I預(yù)留孔;按傳感器埋設(shè)位置，在削好的原狀土樣(直徑20cm，高45cm)側(cè)面掏出與傳感器直徑相同的小洞，并按照進(jìn)水智能流量表12安裝的位置在原狀土樣另一側(cè)掏出與流量管直徑相同的小洞;將所有傳感器14放至土樣側(cè)壁的小洞中，并用同樣的土質(zhì)填補(bǔ)小洞至原樣；
[0061]⑤將安裝好傳感器的原狀土樣放在土樣筒I中，并將土樣另一側(cè)的待安裝流量表導(dǎo)管10的小洞對(duì)準(zhǔn)土樣筒壁I上智能流量表12的預(yù)留孔，從土樣筒I外壁逐一插入流量表導(dǎo)管10;在土樣筒I外壁將安裝好傳感器數(shù)據(jù)線18的預(yù)留孔和流量表導(dǎo)管10的預(yù)留孔周圍涂抹玻璃膠，密封所有預(yù)留孔。
[0062]⑥將傳感器數(shù)據(jù)線18穿過隔熱泡沫玻璃層2—側(cè)的預(yù)留孔，并將留有豎向貫通槽口的隔熱泡沫玻璃層2的另一側(cè)對(duì)準(zhǔn)已裝好所有流量表導(dǎo)管10的位置，將隔熱泡沫玻璃層2插入、安裝在纏繞好傳熱導(dǎo)管6的土樣筒I的外周;將隔熱泡沫玻璃層2外面所有預(yù)留孔和槽口處(包括傳感器數(shù)據(jù)線和流量表)，以及隔熱泡沫玻璃層2與隔熱底板4接觸縫處用玻璃膠密封。
[0063]⑦、⑧、⑨和⑩步驟按照“擾動(dòng)土試驗(yàn)方法”中的⑦、⑧、⑨和⑩實(shí)施。
[0064]在上述兩種試驗(yàn)方法中，溫度控制系統(tǒng)可以控制土樣溫度，通過位移傳感器16采集的位移變化，模擬由于土樣易溶鹽溶解度變化引起土中鹽分析出或溶解導(dǎo)致的土樣鹽脹或溶陷。
[0065]以上兩種試驗(yàn)方法可以測(cè)定易溶鹽含量較高土樣(易溶鹽含量大于等于0.3%)的溶陷系數(shù)和溶陷起始?jí)毫Α?br>[0066]對(duì)于易溶鹽含量超過0.3%的土樣，在以上兩種試驗(yàn)方法中，先采用位移傳感器16測(cè)得洗鹽過程中土樣下降位移值，然后將土樣溫度降至4°C，觀測(cè)土樣上升位移值(此值可作為溶陷的估計(jì)值)，將前述下降位移值減去前述上升位移值，即可獲得土樣變形中濕陷的估計(jì)值，并可分析土樣變形中溶陷和濕陷所占的不同比例，為評(píng)估增減濕和洗補(bǔ)鹽綜合作用下土體變形中溶陷和濕陷所占比例提供實(shí)驗(yàn)參考，并為分析洗補(bǔ)鹽和增減濕耦合作用下土體的變形機(jī)理提供理論依據(jù)。
[0067]對(duì)于易溶鹽含量超過0.3%的土樣，在以上兩種試驗(yàn)方法中，采用先洗鹽后補(bǔ)鹽的方式試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，否則采用先補(bǔ)鹽后洗鹽的試驗(yàn)?zāi)Ｊ健?br>[0068]在補(bǔ)鹽過程中，可以觀測(cè)土樣在一定壓力下的濕陷或溶陷下沉量，并可觀測(cè)由于土樣中易溶鹽含量增加和溫度變化引起的土樣體積的變化。
[0069]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可控溫洗-補(bǔ)鹽土壤試驗(yàn)裝置，其特征在于:它由土樣筒(I)、溫度控制系統(tǒng)、洗-補(bǔ)鹽系統(tǒng)、加壓裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，所述土樣筒(I)的筒壁外層設(shè)有隔熱泡沫玻璃層(2)，土樣筒頂部裝有泡沫隔熱頂板(3)，底部裝有隔熱底板(4)，起到隔熱保溫的目的;溫度控制系統(tǒng)由兩個(gè)恒溫冷浴控制機(jī)(5)和兩根傳熱導(dǎo)管(6)組成，一根傳熱導(dǎo)管(6)纏繞在土樣筒(I)的外壁上，兩端分別與兩個(gè)恒溫冷浴控制機(jī)(5)的上部接口連接，另一根傳熱導(dǎo)管(6)的兩端直接與兩個(gè)恒溫冷浴控制機(jī)下部接口連接;洗-補(bǔ)鹽系統(tǒng)由水(鹽)補(bǔ)給容器(7)、橡皮管(8)、水(鹽)收集容器(9)、流量表導(dǎo)管(10)和智能流量表(12)組成，水(鹽)補(bǔ)給容器(7)的出口與橡皮管(8)的一端連接，橡皮管(8)的另一端與智能流量表(12)的進(jìn)水口連接，智能流量表(12)的出水口與流量表導(dǎo)管(10)連接，流量表導(dǎo)管(10)設(shè)在土樣筒(I)的側(cè)壁上并伸入土樣筒(I)的內(nèi)腔;加壓裝置由加壓墊板頂板(24)和加壓墊板底板(25)組成，加壓墊板頂板(24)通過螺紋與加壓墊板底板(25)連接，泡沫隔熱頂板(3)位于加壓墊板頂板(24)和加壓墊板底板(25)之間;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量采集器(13)、水熱鹽耦合傳感器(14)、水熱鹽采集儀(15)、位移傳感器(16)、位移采集器(17)、數(shù)據(jù)線(18)和微型計(jì)算機(jī)(19)組成，流量采集器(13)的信號(hào)采集端通過數(shù)據(jù)線(18)與智能流量表(12)連接，水熱鹽耦合傳感器(14)設(shè)在土樣筒(I)的內(nèi)腔中，水熱鹽采集儀(15)的信號(hào)采集端通過數(shù)據(jù)線(18)與水熱鹽耦合傳感器(14)連接，位移傳感器(16)設(shè)在土樣筒(I)的上端，位移采集器(17)的信號(hào)采集端通過數(shù)據(jù)線(18)與位移傳感器(16)連接，流量采集器(13)、水熱鹽采集儀(15)和位移采集器(17)的信號(hào)輸出口與微型計(jì)算機(jī)(19)連接。2.—種使用權(quán)利要求1所述的可控溫洗-補(bǔ)鹽土壤試驗(yàn)裝置測(cè)試土樣的方法，其特征在于:它由下列步驟組成: 1)測(cè)定土樣初始含水率和易溶鹽含量； 2)將步驟I)中的土樣裝入土樣筒(I)內(nèi)，安裝土樣過程中，將水熱鹽傳感器(14)和智能流量表(12)埋設(shè)在土樣(23)中； 3)然后在加壓板上施重至設(shè)定值； 4)給土樣加溫至25°C并保持恒溫； 5)按設(shè)定的土樣含水率和易溶鹽含量計(jì)算需要的鹽溶液濃度和體積，并通過水(鹽)補(bǔ)給容器(7)將鹽溶液或水補(bǔ)給至土樣，間隔48小時(shí)使土樣水分和鹽分分布均勻； 6)然后按0.5°C/h將土樣升溫至30°C，并記錄土樣變形情況； 7)再按-0.5°C/h將土樣降溫至5°C，并記錄土樣變形情況； 8)接著按0.5°C/h將土樣升溫至30°C，并記錄土樣變形情況； 9)通過水(鹽)補(bǔ)給容器(7)將蒸餾水補(bǔ)給土樣，并記錄土樣變形情況； 10)待試樣底部出水后，水(鹽)收集容器(9)收集排出水，測(cè)量其電導(dǎo)率，當(dāng)電導(dǎo)率穩(wěn)定時(shí)，記錄土樣變形情況。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試土樣的方法，其特征在于:所述土樣為原狀土或擾動(dòng)土。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試土樣的方法，其特征在于:所述易溶鹽含量超過0.3%的土樣，采用先洗鹽后補(bǔ)鹽的方式進(jìn)行試驗(yàn)，否則采用先補(bǔ)鹽后洗鹽的方式進(jìn)行試驗(yàn)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試土樣的方法，其特征在于:所述在加壓板上施重為在加壓墊板上放置砝碼，砝碼重量根據(jù)土樣所處土層在基礎(chǔ)中所受的壓力大小來確定，如無法確定，按照200kPa計(jì)算所需放置砝碼的重量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可控溫洗-補(bǔ)鹽土壤試驗(yàn)裝置及其測(cè)試土樣的方法。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的定量研究黃土的方法存在的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與工程實(shí)體偏差較大的技術(shù)問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種可控溫洗-補(bǔ)鹽土壤試驗(yàn)裝置，它由土樣筒、溫度控制系統(tǒng)、洗-補(bǔ)鹽系統(tǒng)、加壓裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。該裝置測(cè)試土樣的方法由下列步驟組成：1)測(cè)土樣含水率和易溶鹽含量；2)將土樣裝入土樣筒；3)在加壓板上施重；4)給土樣加溫；5)將鹽溶液或水補(bǔ)給至土樣；6)、7)和8)升溫、降溫，接著再升溫，并記錄土樣變形情況；9)通過水(鹽)補(bǔ)給容器將蒸餾水補(bǔ)給土樣，并記錄土樣變形情況；10)收集容器收集排出水，測(cè)量其電導(dǎo)率，記錄土樣變形情況。
【IPC分類】E02D1/00
【公開號(hào)】CN105544494
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610067811
【發(fā)明人】牛璽榮, 劉宏
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日