[发明专利]一种黄土样冻胀融沉量的量测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及土样制取及变形测试仪器领域，更具体的涉及一种黄土样冻胀 融沉量的量测装置及方法。

背景技术

长期以来，冻胀和融沉是西北寒区工程冻害问题的主要原因之一。冻融循 环破坏了土颗粒间的连接，使土颗粒重新排列，导致季节冻土区黄土路基运营 几年后发生大量的不均匀沉降、塌陷等病害，严重影响了工程设施的安全运营。 因此，对土体在冻融循环作用下的体积变形规律的认识以及在冻融循环作用之 后此土样力学性能的研究非常必要。目前国内外还没有较为成熟的用来测量土 体的胀缩变形规律的试验装置以及制取原状三轴试验土样的工具。

发明内容

本发明提供一种黄土样冻胀融沉量的量测装置及方法，进行三轴原状土样 的制取及土体在冻融循环作用下冻胀融沉量的精确量测。

本发明提供一种黄土样冻胀融沉量的量测装置，包括：

底座，底座上固定连接有空心柱，空心柱内部设有环形刀，空心柱顶部连 接顶盖，顶盖外周套接顶环，顶环与底座之间还固定有多个立柱，立柱围绕空 心柱的外周均匀分布；

底座上还垂直设有支柱，支柱上活动连接有水平夹持器，水平夹持器与百 分表的量杆活动连接，百分表置于顶盖的上方。

优选的，环形刀由两个可拆卸的空心半环形刀扣合而成，环形刀外圆周头 部直径大于尾部直径，环形刀内圆周头部直径与尾部直径相同。

优选地，底座底部固定有橡胶减震垫。

优选地，环形刀的底部与底座之间设有透水石和薄膜且薄膜置于透水石之 上；环形刀的顶部与顶盖之间设有透水石和薄膜且透水石置于薄膜之上。

优选的，环形刀外圆周上设有标尺。

优选地，顶盖与顶环之间使用密封剂密封。

优选地，立柱为4个。

优选的，空心柱为绝热空心柱。

一种土样冻胀融沉量量测方法，包括以下步骤：

使用环形刀垂直插入土中，取出三轴原状土样，将表面打磨光滑；

将带有土样的环形刀垂直放入空心柱中，带有土样的环形刀放置在透水石 和薄膜之上；

在带有土样的环形刀上放置薄膜，薄膜上放置透水石；

盖上顶盖，将顶盖和顶环之间使用密封剂密封；

通过移动百分表的量杆，调节百分表的高度，使得百分表的量杆与顶盖接 触，并将百分表归零；

将安装好的量测装置放在控温冰箱内，调节温度，观察百分表的读数，进 行冻胀量的量测；

将控温冰箱中的测量装置取出放置在恒温箱内进行融沉量的测量。

优选的，控温冰箱的温度范围为-40℃到-10℃，控温精度为0.1℃，恒温箱 的温度为20℃。

本发明中，用于量测冻胀融沉量的装置结构简单，操作方便，测量精度高， 满足土样冻胀和融沉的要求，温度可精确控制，能够直接观测每个时间段或者 冻融循环后土样的冻胀融沉量，在经历冻融循环后对土样无损坏，能够满足各 种土样在冻融循环作用下的冻胀融沉量的量测，环形刀对于三轴原状土样的提 取方便快捷，且能够保证土样的完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附 图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造 性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种黄土样冻胀融沉量的量测装置正视示意图；

图2为本发明提供的一种黄土样冻胀融沉量的量测装置俯视示意图；

图3为本发明提供的一种黄土样冻胀融沉量的量测装置环形刀主视图；

图4为本发明提供的一种黄土样冻胀融沉量的量测装置环形刀俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。