[发明专利]膨胀土胀缩表征参数的测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种膨胀土胀缩表征参数的测量装置，包括机架以及试样容器，所述试样容器包括试样水槽，所述试样水槽内安置护环，且护环内通过安装在试样水槽底面的下透水石支撑环刀；所述下透水石、环刀的外表面分别与护环的内壁面密封连接；所述环刀内装膨胀土试样，且膨胀土试样的上方通过安装上透水石与传力板连接；所述护环的上方设置导环，导环与护环、上透水石以及传力板之间的连接面皆分别密封；其特征在于：所述机架上分别安装顶升气缸和百分表；试样水槽支撑在顶升气缸的活塞杆上；百分表的测杆与传力板连接；所述试样水槽的底部分别安装水槽进水管和水槽进气管，且水槽进水管通过其端部安装的接头与水源连接，水槽进气管则通过其端部的接头与气源连接；传力板则分别安装试样出气管与和试样出水管，且试样出气管通过其端部安装的接头与土体渗气量测定器连接；护环的外表面安装电加热器，所述电加热器的温度传感器安置于贯穿传力板和上透水石的测温孔中。

2.根据权利要求1所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置，其特征在于：所述土体渗气量测定器包括敞口有机玻璃圆筒以及与该敞口有机玻璃圆筒的壁面密封连接的活塞，所述敞口有机玻璃圆筒的壁面分别设置有与排气管连接的出气口以及与试样出气管连接的进气口，所述进气口和出气口皆分别紧靠着敞口有机玻璃圆筒的底面设置，所述排气管上安装气压表，而气压表与排气管的排气口之间的连接管道上安装阀门。

3.根据权利要求2所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置，其特征在于：所述水槽进水管还与体变管的出水口连接，该体变管的进气口与气源连接。

4.根据权利要求3所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置，其特征在于：所述电加热器包括电源、温度控制器、温度传感器以及电加热片；电加热片安置在护环的外表面，且电加热片通过温度控制器与电源连接，而温度传感器则与温度控制器连接；所述温度控制器通过温度传感器所反馈的温度信息，控制电源与电加热片之间的通断。

5.根据1至4任一权利要求所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置，其特征在于：所述机架包括底板、横梁以及通过紧定螺母将底板和横梁连接的拉杆。

6.一种权利要求1所述膨胀土胀缩表征参数的测量装置进行膨胀土胀缩表征参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在试样容器内安装膨胀土试样；（2）通过气缸对膨胀土试样施加设定的法向压力，待试样变形稳定后测量其变形量；（3）对膨胀土试样进行渗水饱和膨胀，待试样膨胀稳定后测定其膨胀变形量；（4）进行膨胀土试样的渗水系数测定；（5）在保持法向压力不变的情况下再对前述渗水膨胀后的膨胀土试样进行电加热，使其发生失水收缩，当膨胀土试样达到预定含水率后测量其收缩变形量；（6）在保持法向压力不变的情况下进行膨胀土试样的渗气系数测定；（7）反复对膨胀土试样进行步骤（3）、（4）、（5）和步骤（6）的操作，测定每次浸水膨胀后的膨胀变形量和渗水系数及失水后的收缩变形量和渗气系数，通过渗水系数和渗气系数的变化反映试样内部裂隙的发展及结构变化情况。

7.根据权利要求6所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置进行膨胀土胀缩的测定方法，其特征在于，所述渗水膨胀具体为：先对膨胀土试样施加竖向载荷；然后在维持对膨胀土试样施加竖向载荷的基础上，从膨胀土试样的底部注水，导致膨胀土试样发生膨胀变形，以进行膨胀土试样渗水系数的测定。

8.根据权利要求6所述的膨胀土胀缩表征参数的测量装置进行膨胀土胀缩的测定方法，其特征在于，所述步骤（5）具体为：在保持法向压力不变的情况下让膨胀土试样内的水在重力作用下排出，同时对膨胀土试样进行电加热，控制温度在30-40℃，让膨胀土试样内的水蒸发排出；另外，在对膨胀土试样进行通电加热过程中，随时测定膨胀土试样的质量，以计算膨胀土试样的含水率变化过程，当膨胀土试样的含水率达到设定的含水率下限后，停止对膨胀土试样进行加热，让恒定压力的空气透过膨胀土试样，测定膨胀土试样的渗气系数。