[发明专利]一种用于土层湿陷性判定的测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程测试领域，尤其涉及一种土层湿陷性判定的测试装置及其测试方法。

背景技术

湿陷性黄土地区的建设工程设计中，地基土的湿陷类型、湿陷等级及其平面与深度的界限，直接关系到建筑物的基础选型与地基处理方法，当然也就关系到地基基础的工期、造价和质量保证。国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》在现场勘察一节中对勘探点深度的规定中要求“应有一定数量的控制性取土勘探点穿透湿陷性黄土层”。在实际操作中，有些场地的湿陷性土层厚度可以参考邻近场地已有的岩土工程资料估算，以确定探井取样深度；有些场地无法预知湿陷性土层厚度，只有通过探井取样后进行室内土工试验得到，这就造成探井取样时无法确定取样深度，室内试验后探井已被回填而使得取土勘探点未能穿透湿陷性黄土层的问题。所以有必要在探井取样前，采用一种简单且有效的方法对土层进行湿陷性的判定，以确定探井取样深度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了提供一种体积小、操作简单、能用于对黄土湿陷性进行判定的原位测试装置，并能提供地层压缩性及承载力等参数。

本发明提供一种用于土层湿陷性判定的测试装置，该测试装置包括从锥形探头开始依次连接的外套筒、推进杆及数据处理器，所述的锥形探头内包含有土壤水分探测器及应力传感器，土壤水分探测器包括水分传感器和负载电阻，应力传感器包括电阻应变片及顶柱，所述的数据处理器中包含信息输入装置及信息输出装置，数据处理器采用导线穿过推进杆连接至探头内，并通过分线器将电缆内导线分出连接至锥形探头内用于采集电子信号，所述的测试装置内还有注水装置，该注水装置包括注水开关、输水通道和注水环，所述注水环包括带孔隔板、砂砾和出水孔，位于锥形探头与外套筒连接处的圆筒外壁分布出水孔；上述的输水通道分两部分，一部分为环形输水通道，另一部分为输水管，其中环形输水通道位于外套筒内并靠近外套筒的筒壁，环形输水通道与外套筒共用轴线，输水管位于推进杆内并与环形输水通道相连接，该连接处有密封垫圈套，输水管的进水口上有注水开关，打开注水开关后，水流通过输水管进入环形输水通道，再通过注水环的出水孔进入土壤中。

上述外套筒可以为圆筒型金属外套筒，输水通道和注水环是由外壁和内壁组成的双层中间有空腔的环形圆筒构成，上部内壁有孔和输水管相接，下部用隔板隔出10～20mm高部分充填砂砾作为注水环。注水环和输水通道为同一环形圆筒，因此其制作简单，隔出注水环是因为只需在外壁有孔的部位充填砂砾，外壁有孔的高度不能太高，能顺利出水即可。输水通道做成环形通道的目的是水可以均匀地分布在注水环里而注入土中。输水管的进水口上有注水开关，打开注水开关后，水流通过输水管进入环形输水通道，再通过注水环进入土壤中。

本发明体积小、操作简单，能够在现场直接对原位土体进行试验，测定湿陷土层厚度及分界面，具有简单直观的优点，所述测试装置能够在现场土层不开挖取样情况下，通过原位测试对土体的湿陷性进行判定，初步确定湿陷性与非湿陷性土层的分界面及湿陷土层厚度，以此确定湿陷性土层下限深度，进而确定勘察时探井的取样深度；对于大面积的土性调查，优越性尤其明显，不用开挖，省时省力。

所述环形输水通道为双层中间有空腔的环型圆筒，称为圆筒双层壁通道，其圆筒双层壁的间隙为3～6mm，其中圆筒双层壁的间隙优选为5mm，可以达到最佳的注水效果；所述注水环位于锥形探头与外套筒的连接处，顶部由带孔隔板与输水通道隔开，带孔隔板用于隔开外套筒和砂砾，注水环空腔内填充有直径1.5～2.5mm的砂砾颗粒，该砂砾颗粒的直径优选为2mm，主要是起滤层作用，既能够防止泥土堵塞注水通道，又能够让注入的水顺利通过；注水环圆筒外壁分布大量孔径为0.8～2mm的出水孔，出水孔的孔径优选为1mm，该孔径下，可顺利排水，同时又可阻止空腔内的砂砾漏出。

上述的注水环圆筒外壁分布孔径为0.8～2mm的出水孔，可根据不同的土壤来采用不同孔径的出水孔，对于常见的黄土层，孔径为1mm效果最好，既能顺利排水，又能防止出水孔被堵塞。