[实用新型]一种饱和粗粒土单元试样制作装置

说明书

本实用新型公开了一种饱和粗粒土单元试样制作装置，包括用于分层制作饱和粗粒土单元试样的渗透筒体和用于向渗透筒体供给水源的给水罐，且给水罐的位置高于渗透筒体的位置，渗透筒体的顶部连接有用于对渗透筒体抽真空的真空泵。在实际应用过程中，在渗透筒体内分层制作饱和粗粒土单元试样逐层击实完成后，用真空泵进行抽真空处理，在真空条件下利用给水罐对渗透筒体进行注水操作，由于真空泵抽真空后，将粗粒土单元试样内的气体抽离渗透筒体，进而能够避免形成的饱和粗粒土单元试样内气泡的存在，提升了饱和粗粒土单元试样的浸水饱和度，从而保证了渗透系数的测量的准确性。

技术领域

本实用新型涉及土质渗透试验技术领域，尤其涉及一种饱和粗粒土单元试样制作装置。

背景技术

土体液化是地震中常见震害形式，而地基土渗透系数与其液化特性有着十分密切的关系。工程上通常通过渗透试验对现场地基土的渗透性进行评价，渗透试验包括现场渗透试验与室内渗透试验两大类。相比于现场渗透试验，室内渗透试验可以更加精确地测得土体渗透系数，同时可以根据实验需求改变土体其他参数来探究渗透性与其他土体特性之间的关系。根据不同土类，室内渗透试验在装置尺寸、实验方法上也有所区别，针对粗粒土而言通常使用常水头试验方法搭配内径较大渗透试验筒进行渗透系数测试。

传统的饱和粗粒土单元试样制作装置，大多为如图1所示的渗透试验筒的结构，其主要结构组成包括整体式的渗透筒体1、与渗透筒体1连接的积水罐2、设置在渗透筒体上的测压元件。在渗透试验实际测试过程中，影响渗透系数测试结果的因素很多，其中土体试样的饱和度直接决定了所得渗透系数的正确与否，尤其对于级配较宽的粗粒土而言，土体饱和度的微小差别会导致渗透系数相差1-2个量级。同时，同一试样相对密度的变化也会对渗透系数造成较大影响。

而目前的制样方式主要以分层制样后分层渗水饱和的方式为主。但采用如图1所示的渗透筒体进行分层制样时存在如下饱和度不易保证的缺陷：第一，通过在常压下向试样中渗水的方式进行饱和只能赶走土体孔隙中一部分气泡，并不能达到较高饱和度；第二，下层试样制备渗水饱和结束后，上层试样制备的过程中下层试样中的水会因毛细现象向上层未完成制样土层中转移，下层式样中含水量降低，部分孔隙重新存入空气，此时上层试样再进行渗水饱和会堵塞气体排出通道使得下层式样中空气更难以排出，永久占据孔隙通道；第三，上层制样击实过程中，由于下层试样处于饱和状态，击实过程会导致下层土体液化而过度排水，无法保证试样整体相对密度均匀性与饱和度。

其中，室内渗透试验是指通过相关设备对岩土的渗透系数进行测定的试验，一般包含常水头试验及变水头试验，对于粗粒土通常使用常水头试验。

粗粒土是指大于0.1毫米颗粒含量较多的土，包含砂类土及砾类土。

饱和度是指土中水的体积与土中空隙体积之间的比值，用来表征土体内孔隙被水充满的程度。

相对密度是指土体密实度，通常指单位体积中固体颗粒的含量，工程上为了更好表明粗粒土所处的密实状态，用土体所处孔隙比e与土体所能达到的最松散时的孔隙比e_max与最密实时的孔隙比e_min相比较，所得指标即为相对密度Dr＝(e_max-e)/(e_max-e_min)。

综上所述，如何解决饱和粗粒土单元试样制作过程中，渗透饱和时试样饱和度不易保证导致渗透系数的测量不准确的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种饱和粗粒土单元试样制作装置，以解决饱和粗粒土单元试样制作过程中，渗透饱和时试样饱和度不易保证导致渗透系数的测量不准确的问题。