[发明专利]一种粘土分散性测试装置和粘土分散性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程测试技术领域，特别涉及一种粘土分散性测试装置和用该装置进行的粘土分散性测试方法。

背景技术

由于分散性土具有遇水分散流失的特性，因此其对水利工程、道路工程和农业水土工程危害性很大。采用分散性土修建的挡水建筑物，很容易遭受破坏，如我国黑龙江省的引嫩工程、海南省的岭落水库等。目前，判别粘土分散性的方法有针孔试验、碎块试验、双比重计试验、交换性钠离子百分比试验以及孔隙水可溶性阳离子试验等5种试验方法。

针孔试验是在呈圆柱形的试件中心穿一直径为1.0mm的轴向细孔，然后用蒸馏水或试验要求用水进行渗流试验，在不同水压力（水头）下观察针孔受水流冲蚀的情况、水流流量和浑浊程度，试验结束后测量针孔直径的变化，据此来判断土的分散性能。针孔试验直观地模拟了土体孔隙在渗透水流作用下所具有的冲蚀能力，具有一定的工程现实意义，与另外四种方法相比具有较高的可靠性。但是，现有的针孔试验方法过程繁琐，水流颜色难以定量化，尤其在试验结束后测量针孔变化的方面，现有的试验方法只能将试件从土样筒中推出来，但是由于挤压的原因，往往会造成所测量的针孔不能确切地反映实际情况。因此，寻找一种新的针孔试验方法一直是发明人研究的内容之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试粘土分散性的装置及利用该装置进行的测试粘土分散性的方法，以解决现有的针孔试验方法过程繁琐、水流颜色难以定量化，以及测量的针孔不能确切地反映实际情况的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种粘土分散性测试装置，包括：

定水头水箱，用于提供不同水头；

小锥体，包括圆锥体部分，所述圆锥体部分的底面连接一连接柱，小锥体轴心具有小锥体通孔；小锥体的连接柱通过水管与所述定水头水箱连通；优选的，连接柱直径小于圆锥底面直径。

土样筒，由2～5片筒瓣组成，所述筒瓣通过筒箍固定；土样筒固定在底座上。

进一步，上述的粘土分散性测试装置，其中定水头水箱提供坡降为2、7、15和40的水头。

进一步，上述的粘土分散性测试装置，其中小锥体通孔的直径为1.2～1.6mm。

进一步，上述的粘土分散性测试装置，其中所述土样筒为圆筒形，其内径为30～60mm mm，长度为60～90mm。

进一步，上述的粘土分散性测试装置，其中所述圆锥体部分的底面直径为9～12mm，长度10～15mm；连接柱直径为6～8mm，长度8～12mm。

一种粘土分散性测试方法，包括以下步骤：

步骤1，将土样放入土样筒中，采用静压法或分层夯实法将土压紧制成试件；

步骤2，将小锥体的圆锥体部分推入试件一侧，且保持小锥体的轴心和试件的轴心重合；

步骤3，用直径1.0mm的硬钢丝穿过小锥体通孔，直到穿透试件为止，形成试件通孔；

步骤4，在试件另一侧涂抹胶结材料，干燥后形成一层致密保护层，保护试件临空面；

步骤5，进行渗流试验，试验结束后，拆开土样筒，取出试件并沿轴线将试件切开，测定试件通孔的直径。

进一步，上述的粘土分散性测试方法，其中步骤4，在试件另一侧的试件通孔周围3～4mm以外涂抹胶结材料。即，以试件另一侧的试件通孔为圆心，半径3～4mm的圆周外涂抹胶结材料。

进一步，上述的粘土分散性测试方法，其中步骤1中所述试件长度为30～50mm。

进一步，上述的粘土分散性测试方法，其中渗流试验过程中准确测量冲蚀系数。例如，用离心机或过滤等方法对流出的水土混合物进行土水分离，分别称量土体质量和测量水的体积，计算土水悬液的浓度（亦可称之为冲蚀系数，即单位体积的水流携带土的能力），亦可以采用浊度计或分光光度计等方法间接测定土水悬液的浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

由于本发明采用了可拆卸式土样筒，在试验结束后可拆下筒箍，土样筒容易打开，能够完整取出试件，可准确测定试件通孔的直径，从而避免了现有的试验方法只能将试件从土样筒中推出来，但是由于挤压的原因，往往会造成所测量的针孔不能确切地反映实际情况的缺陷。本方法测量准确度高，而且操作简单。

本发明用胶粘材料涂抹于试件一侧的表面，使试件通孔周围形成一层保护层，防止测试过程中试件临空面由于水流的冲刷等因素破坏。此方法操作简单，节省试验时间。

附图说明

图1为本发明一种实施例的粘土分散性测试装置示意图；

图2为本发明一种实施例的粘土分散性测试装置的左视示意图；