[发明专利]一种有效防止粗粒土侧壁渗漏的原状取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有效防止粗粒土侧壁渗漏的原状取样方法，是用于解决颗粒间接触粗糙不平、粘结性较低的一类粗粒土室内渗透时常遇的侧壁渗漏难题；亦适宜解决颗粒间虽接触紧密但颗粒与侧壁较难密实，其间留有潜在渗流通道的一类砂性土室内渗透结果偏差较大的问题。

背景技术

采用筒状取样器获取原状土开展室内渗透是土体渗透特性研究最为普遍的一种试验手段。然而对粘结性较低的粗粒土而言，颗粒的大小不一使其跟器壁接触时无法充分密实，留有较大孔径的渗漏通道，试验水流经样品截面时总是沿最大流量的路径优先通过而非完全在土样内部流通，因此所得数据难以客观反映考察对象的真实特征。以往试验人员取样前常将乳胶、油泥等柔性材料涂抹于取样器内壁进行密封堵水，然而偏差依然较大的试验数据证明此法效果不甚理想。本发明灵活组配内外两层取样筒，通过内筒的先装配后脱离步骤，带来侧壁蜡液充填机会，进而发挥锥形外筒的止漏优势阻止熔融蜡液流失，最终蜡液以随抽随填的形式充入内筒所留空隙，待蜡液冷凝便可装配至室内渗透系统展开测试。此种组合装配式取样法可为粗粒土侧壁渗漏问题的解决提供有力技术保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的原状粗粒土室内渗透时样品与套筒内壁间渗漏引起数据偏差，使得结果难以反映土样真实渗流特性的问题，本发明提供一种有效防止粗粒土侧壁渗漏的原状取样方法。

本发明采取的技术方案是：一种有效防止粗粒土侧壁渗漏的原状取样方法：包括如下步骤：

a、将取样内筒竖直放置在野外待取土层上方，向下锤击取样内筒，使得取样内筒入土2-4cm；所述取样内筒包括内筒和箍环；

b、挖除取样内筒周围的土体；

c、依次重复步骤a和步骤b，直至取样内筒内的空间被土样全部填满；

d、沿取样内筒的筒底根部将土样截断，把土样连同取样内筒一起取出；

e、取掉取样内筒上的箍环，将取样内筒上的内筒连同土样整体放入锥形外筒内，锥形外筒与取样内筒的内筒之间形成空间；所述锥形外筒的筒底与取样内筒的内筒筒底之间没有间隙；

f、将熔融蜡液浇注到空间内，上提内筒1-2cm；

g、重复步骤f，直至内筒取出，蜡液密实充填满整个空间及取走内筒后流出的间隙；

h、待蜡液冷凝后，将填满蜡液的锥形外筒连同土样一起放入渗透仪内，用于室内渗透试验。

本发明中步骤a中所述的取样内筒包括内筒和箍环；内筒由不少于两块的筒片组成的分离式筒体；所述内筒的一端设有刃口；所述箍环设置在内筒的外周，用于紧固内筒使得内筒成一个整体。步骤a中的取样内筒放置在野外待取土层上方时，需将内筒上设有刃口一端直接与土层接触，其目的是使得在锤击时，取样内筒进入土里的阻力小。

同时需要说明的是，本发明中的取样内筒的内筒由不少于两块的筒片组成的分离式筒体，这里所提到的筒片数量为不少于两块。其主要取决于步骤f和步骤g中，蜡液能否密实填充整个空间及取出内筒后留出的间隙；步骤f中在浇注蜡液的过程为，匀速上提内筒到1-2cm的高度，浇注蜡液；再上提内筒1-2cm的高度，再浇注蜡液；依次重复直至蜡液充填满整个空间及取出内筒后留出的间隙；此步骤中内筒被分成的筒片数量将直接影响蜡液的充填密实度：筒片数量越多，每次提拉后留下的空隙越小，蜡液随即填充密实的机率便会越大。因此，筒片数量的多少，对本发明不产生实质影响。

本发明步骤b，挖除取样内筒周围与筒片紧密接触的土体；主要是挖除此入土深度为，取样内筒周围的2～3倍内筒2的宽度范围内的土体；此步骤目的旨在减轻筒体向下推进时的摩擦阻力，并消除箍环接触土体后产生阻碍的可能。

本发明步骤e中，需缓慢的取掉取样内筒上的箍环，必须保持取样内筒上的内筒与土样在整体贴合状态下，放入锥形外筒内。主要是保证土样的整体性，为满足后续的渗透性试验。

本发明步骤g中所述的渗透仪为现有技术中用于筒状样室内渗透试验的常规渗透仪，其具体结构本发明不做详细说明。

本发明所述内筒的高度大于其宽度的两倍。主要为满足数据采集精度而设，因为渗流路径与入渗面积的比值太小会导致水流快速通过样品而数据还来不及采集记录，即便采集到数据也会因水流并未在样品内充分循环而带有较大的偏差。因此适当的高宽比能更好满足精度要求，得出更客观真实的试验结果。

本发明中的筒片采用现有技术中的钢片制成，本发明优先采用现有技术中的厚度为1-1.5mm的钢片。