[发明专利]一种路基土中毛细水上升高度的模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种路基土中毛细水上升高度模拟试验装置，其特征在于，包括：

蓄水池，用于承装试验用水，其中的试验用水位于设定的水位；

透水石，其被放置在所述蓄水池内，且高度与所述蓄水池中设定的水位一致；

模具，其形状为中空的筒形，所述中空部分在竖直方向上的投影位于所述透水石的上表面内，用于容纳土壤样品以形成扁状的土柱模块；所述模具的材质为具有不透水性的塑料，且所述模具在土柱的四周具有开孔以在所述土柱中埋设土壤湿度计，在将多层被夯实的土柱层叠在所述透水石上后，在最上层的土柱上方放置金属块，用于通过锤击金属块以模拟行车动荷载。

2.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述蓄水池在与所述设定的水位相对应的位置处具有出水口。

3.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述设定的水位为施工现场的常水位。

4.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述模具的形状为立方体。

5.如权利要求4所述的模拟试验装置，其特征在于，所述模具的横截面为边长50cm的正方形，模具高度为10cm。

6.如权利要求2所述的模拟试验装置，其特征在于，还包括：

水循环单元，用于保持试验用水位于设定的水位；

所述水循环单元包括用于承接从所述出水口流出的水的水槽，用于将所述水槽中的水送至所述蓄水池的水泵，从所述水槽至所述水泵的管路以及从所述水泵至所述蓄水池的管路。

7.一种基于如权利要求6所述模拟试验装置的测试路基土中毛细水上升高度的试验方法，其特征在于，包括：

将透水石放置在蓄水池内，所述透水石的高度与所述蓄水池中设定的水位一致；

根据施工现场的地下水位线以上的土壤组成情况，挖取施工现场的土壤放入模具内，夯实形成多个土柱，并依次层叠地放置在所述透水石上；

通过所述模具的开孔在每个土柱中埋设土壤湿度计；

向所述蓄水池注入施工现场取出的地下水作为试验用水，并保持位于设定的水位；

定期测量每个土柱内的土壤湿度，直至到达最高水位作用时间，得到毛细水上升高度。

8.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，在埋设土壤湿度计之后，采用蜡封堵所述开孔以防止水分蒸发；

所述模具为多个，每个模具形成一层土柱，土柱成型后不拆模具，上层的土柱和模具整体放置于下层土柱和模具上，依次层叠；用塑料薄膜密封所述层叠的模具间接缝以及最顶端土柱的土体表面；

接近最高地下水位作用时间时，加大监测频率，如果最上层湿度计读数开始增长，证明毛细水已上升到此高度，则继续堆叠土柱，直至最上层土柱中埋设的湿度计读数不发生变化时，停止堆叠土柱，根据土柱层数得到毛细水上升高度。

9.如权利要求8所述的试验方法，其特征在于，在用塑料薄膜密封之前，还包括在最上层的土柱上方放置金属盖板，锤击土柱顶部，以模拟行车动荷载作用；

在定期测量每个土柱内的土壤湿度过程中，按预定频率锤击土柱顶面，以模拟行车动荷载作用。

10.一种如权利要求9所述的试验方法，其特征在于，应用该试验方法，根据如下公式研究路基土中毛细水上升高度的影响因素：

H=A*X₁+ B*X₂+C*X₃+D*X₄+ E*X₅；

其中，

H为毛细水上升高度；

A为水位对H的影响因子；

X₁为地下最高水位；

B为最高水位作用时间对H的影响因子；

X₂为最高水位作用时间；

C为土壤类型对H的影响因子；

X₃为土壤类型；

D为土壤压实度的影响因子；

X₄为土壤压实度；

E为行车动荷载对H的影响因子；

X₅为行车动荷载。