[发明专利]一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置及其使用方法，涉及土力学和岩土工程技术领域，包括箱体、底座、土样盒和控制面板，还包括与控制面板连接的测量系统、取样系统、干湿循环系统、以及位移控制系统；所述热空气发生装置产出的热空气和超声波蒸汽发生装置产生的湿润蒸汽经涡轮加压装置加压后从土样盒进入土样，同时通过光纤来检测整个过程中的含水率变化，实现干湿循环的控制。本发明的有益效果是，微型静力触探头可测得土体锥尖贯入阻力，十字剪切板可测得土样的不排水抗剪强度与剪切模量，针对特定软土试样通过试验分析两者之间关系，可以为现场土体通过静力触探试验计算其抗剪强度提供最为简便与可行的方案。

技术领域

本发明涉及土力学和岩土工程技术领域，特别是一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置及其使用方。

背景技术

目前，求软土不排水抗剪强度的方法一般有三种:一是现场十字板剪切试验，这是主要的现场测试方法，但经常受到场地条件条件限制，当软土埋深较大时也无法实施，试验过程较复杂、费时，试验成果也受埋深、剪切速度等因素影响；二是室内无侧限抗压强度及三轴剪切试验，这种方法常因软土样取样、制样困难等因素影响，实验成果也受样品质量影响不准确性较大；三是利用静力触探指标求软土的不排水抗剪强度，这种方法适用性广，快速简便，不失为一种好方法。现场十字板剪切试验一般只用于软土，其成果可用于估算软土地基承载力、估算单桩承载力、确定软土路基临界高度、分析地基稳定性。相对而言，静力触探应用的条件更多，或范围更宽，还可用于填土、一般粘性土、砂性土等，成果可用于划分土层、确定土的类别、估算地基承载力、估算单桩承载力、估算土的强度指标C、φ值和变形性指标等，另外就是通过静力触探比贯入阻力P或锥头阻力q与不排水抗剪强度C之间的线性相关关系式求软土的不排水抗剪强度。

在以往针对土体基本强度和变形特性测试时，每次只能单一的测试土体单项指标，如土体压缩模量、黏土的不排水强度，侧摩阻力、抗剪强度或剪切模量等，没有针对同一试样进行多参数综合测定的试验设备。

以往在研究土体的室内静力触探试验中，通常只测量锥尖阻力，没有考虑到侧摩阻力的影响，得出的试验数据不具有准确性。同时由于没有在贯入的过程对孔隙水压力进行实时监测，无法对锥尖阻力进行合理的修正，不能使锥尖阻力合理反应土的力学性质，无法对土的渗流，固结特性做出评价。不能够保证土分层和土质分类的可靠性。

以往十字板剪切试验都用于测试现场土的不排水抗剪强度，针对室内试验研发的十字板剪切仪往往不根据膨胀土在干湿循环过程中抗剪强度指标的变化去针对性设计，因此不能提供同一土样在不同干湿循环次数下的抗剪强度。

以往在室内试验过程中没有设置同步取样，使得对试验结果进行分析时缺少依据，也不能对土体当前的基本物理性质进行监测和反馈。

发明内容

本发明的目的是针对土体干湿循环综合测试其内部多项力学指标并在测试过程中同步取样，为特殊软黏土土特性参数的确定提供一种多参数测量仪器，专门用于测试和研究软黏土在不同的含水率、不同压实度以及不同干湿循环次数等多种特定状态下的土体内部力学特性和结构特性，完善过去相关研究的不足，设计了一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置及其使用方法。