[发明专利]基于多终端土水特性曲线测试系统的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种非饱和土的土水特性曲线测试仪的应用技术，用于岩土工程领域的非饱和土力学土水特性曲线测试研究。

背景技术

在工程力学中，测试非饱和土的土水特性曲线，对于预测非饱和土力学性质、体积变化、渗透系数、抗剪强度及分析边坡稳定性有重要意义；在农业上，它可以形象地描绘出土壤对作物水分供给的能力和状况，绘制好的土壤水分特征曲线可以准确模拟出何等水分条件下，水分因子会对作物形成胁迫，从而影响作物正常生理和代谢。压力板仪是测定土水特性曲线的基本设备之一，国内外常用的仪器有美国土壤水分仪器公司生产的成套设备及Fredlund土水特性曲线压力板仪。但设备成套引进价格非常昂贵。国产的非饱和土土水特性曲线仪造价相对较低，但一般首先用固结仪将土样夯实后才能放入压力容器中，这样放置过程中难以保证土样与陶土板的紧密接触，影响到测试精度。无论是进口还是国产仪器，都无法考虑由于蒸发作用对排水测量精度带来的影响，由于土样要进行多级压力下的排水测量，而在每一级压力下都有可能蒸发掉一小部分水，因此造成测量精度较低。最关键的问题是每次只能测试一个土样，然而在一片区域内的一个点不能充分表现出整片区域中的真实情况，而且不同埋深的土水特性也不尽相同，如果采用现有技术中的测试仪一个一个的测量，由于时间不同而造成水土特性测量的不准确，因为测量一次的周期很长，很有可能在这个周期内的水土特性发生变化，实验周期长，而且不能同时测量，如果要同时测量，就需要买来多个设备，这样的资金代价过大，不易实现。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种批量测试非饱和土的土水特性曲线的测试系统，以解决目前土水特性曲线测试仪效率低的技术难题，通过设立多个测试终端，并接在同一个气泵输出管路上，可以通过对终端气源阀门的控制实现多个土样同时测量。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，基于多终端土水特性曲线测试系统的测试方法，本系统组成中包括独立运行的土水特性测试仪以及总控气泵，配套的方法基于终端测试仪的采样位置设置和实测数据的处理模式，关键是：采用一组独立运行的土水特性测试仪，借助连接在每一个终端土水特性测试仪上的进气支管与总控气泵上的气源主管连通，每一个土水特性测试仪的排水口通过排水管连接排水量管上，形成多终端土水特性测试仪系统；在此基础上，测试方法包括以下步骤：

a、确定被测试目标土地区域内的土样采集点；

b、对所有土样采集点，包括同一采样点的不同深度的土壤，同时按照统一的标准进行样品采集，分别放入各个土水特性测试仪的容器中，通过气泵管理电路对气泵压力的进行同步分级设定、独立测试，根据设定压力下样品所排水量，推算出样品的含水量，参照土样采集点测试中的压力分级模拟出被测样品的土水特性曲线；

c、根据本方法所有目标土地区域设定的土样采集点、重覆进行a-b步骤，将由土水特性测试仪导出的全部对应采集点的土水特性曲线进行统计学处理，最终得到被测试目标土地区域的土水特性变化规律。

本发明将现有技术中的测试仪组成了一个多终端测试系统，用一套气泵和控制电路就可以实现多个终端的调节与测试，与多个独立的测试仪相比成本大大降低；与单个测试仪相比，多终端测试系统可以同时并行测量多个土样，对于批量测量具有显著的效果，试验周期大大缩短，例如为了测量相同地点不同埋深的水土特性，本发明可以同一时间进行取样，同一时间进行测量，避免了由于时间不同而造成水土特性测量的不准确；另外通过在陶土板下方设置钢制多孔支架的加强板结构，在放入土样后可以进行夯实，以使测量过程中的排水量更加精准；而且通过设置标定量管，通过观测标定量管中水的蒸发量，就可以测量出每一级压力下排水量管中水的蒸发量，进一步提高测量精度。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明中测试系统的结构示意图。

图2是本发明中每一个终端测试仪的结构示意图。

附图中，2是主阀门，3是气源主管，4是终端气源阀门，5是固定螺栓，6是上盖板，7是容器，8是中间盖板，9是底座，10是脚架，11是排水口，12是排水管，13是土样，14是陶土板，15是加强板，16是定位销，17是排水量管，18是标定量管，19是三通排水阀门，20是台架。

具体实施方式