[实用新型]一种岩土体含水率简易测试工具

说明书

本实用新型提出一种岩土体含水率简易测试工具，特别适用于土遗址或砂岩石窟内部水分迁移过程的长期监测。此工具为嵌套式结构，外套管为质地均匀的空心圆柱形木材，内芯为带螺栓实心圆柱形不锈钢，具有容易加工，成本低，安装过程对土体破坏性小，无需供电，可实现室内或野外长期连续监测等优点。解决了传统烘干法效率低、破坏性大和采用高端测试设备/仪器运行费用高昂的缺点。遗址岩土体内部含水率根据不同深度木套管含水率进行换算，方法简单，准确度高。本实用新型同样适用于不同类型土壤浅层含水率分布的测定，为研究水分迁移规律以制定灾害/危害预防措施提供了有力支撑。

技术领域

本实用新型涉及适用土遗址或砂岩石窟内部水分迁移过程的长期监测，属于土壤水分监测技术领域，具体涉及一种岩土体含水率简易测试工具。

背景技术

土遗址是以土为主要建筑材料的珍贵遗迹，砂岩石窟是开凿在砂岩崖壁上的洞窟，两者均是人类历史文明发展过程中留下来的，具有重要的历史、艺术和科学价值。但是，由于水的作用，导致遗址土体和砂岩风化加剧，局部区域甚至发生了坍塌，窟内壁画及塑像发生了酥碱或起甲，保存状况不断恶化。因此，为了有效预防遗址病害的发生、发展，延缓遗址退化，测定遗址土体或砂岩中含水率分布，长期监测水分迁移过程至关重要。目前，国内外土体含水率测试途径主要包括：试样传统烘干法和利用土壤水分传感器测定两种。

(1)试样传统烘干法：是将现场采集到的试样装在铝盒内，然后，在在烘箱内将其烘干至恒重，最后，根据试样烘干前后质量变化来确定土体含水率。这种方法操作简单，结果准确，但是，测定过程中，试样烘干需时较长，效率比较低。另外，由于需要通过取试样来进行测定，对遗址土体或砂岩的破坏性也比较大，无法开展频繁的监测。

(2)传感器测定法：通过在土体中布设传感器来测定含水率分布，例如：时域反射法(TDR)，频域反射法/频域法(FDR/FD法)，电阻率法，电容法，微波法，中子法，红外遥感，探地雷达，γ射线法和核磁共振法等。此类方法主要是利用土样的介电常数、磁导率或电容等与土样含水量之间的关系间接获得土体含水率。虽然仪器/设备的布设/埋设可以一次性完成，测定速率也较为快捷，但是，数据采集和后期处理较为复杂。除此之外，野外供电困难或极端气候条件下，存在仪器/设备无法正常操作的弊端，而且，还需要对其进行定期维护，如若长期连续性地测定土体含水率变化，运行成本高昂。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种岩土体含水率简易测试工具。这种工具为嵌套式结构，安装时对遗址本体造成的损伤较小，可以适应多种恶劣天气变化，而且，操作简单，加工成本低。此工具通过增减外套管的数量和金属内芯长度可以满足不同深度岩土体内部含水率测试需求。一定周期岩土体含水率分布可由外套管含水率变化予以反映，计算方法简单，准确率高。

本实用新型的目的之一是提供一种岩土体含水率简易测试工具，其特征在于：本测试工具以内芯2为安装杆，测试装置为若干外管套1，外管套1为空心状，依次嵌套于内芯2上，所述内芯2上的通过其上的螺纹杆7可活动安装于提竿3上。

进一步的，所述内芯2优选不锈钢。

进一步的，所述外管套1优选质地均匀的木材。

所述内芯2底端设有限定外套管1的固定栓头4。

所述螺纹杆7上安装有限定外套管1的螺母5和垫片6。

本实用新型的另一目的是提供一种基于岩土含水率简易测试工具的使用方法，使用步骤如下：

步骤1：测试前，首先对每节外套管1进行编号并称量起初始质量；

步骤2：按照号码从大到小的顺序，将外套管从顶部依次套入内芯2上，用螺母5进行固定；

步骤3：测试时，在测试位置钻孔，孔径略大于外套管外径，孔深为测试深度。