[发明专利]一种沙土孔隙率测试装置及方法

说明书

本发明一种沙土孔隙率测试装置及方法，属于岩土力学实验领域；岩土体是自然体，内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广；本发明提供一种沙土孔隙率测试装置及方法，置于试样仓的沙土通过连通试样仓的储水筒内的水量变化获得沙土的孔隙体积，根据孔隙率公式计算得出沙土孔隙率；本发明操作方便，装置结构简单，装配容易，测试方法步骤简单，通过调节高压气罐阀门控制储水桶内气体压力，达到测试沙土孔隙度的目的，对环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土孔隙率的问题，实用性强，便于推广使用。

技术领域

本发明涉及岩土力学实验领域，具体为一种新型沙土孔隙率测试装置及试验方法。

背景技术

随着我国基建的飞速发展越来越多的岩土工程正在开展，岩土工程中岩土的物理力学特性是设计和施工的基本依据。岩土材料是多孔多相介质，如何快速有效的测量岩土的物理力学特性对于指导岩土工程项目的实施具有重要作用。如沙土具有孔隙率大、稳定性差等特点，地下水通常可以在沙土中流动，带来岩土施工中流沙难以控制等问题，造成财产损失和人员伤亡。

虽然国际上对沙土稳定性问题和地下水与岩土工程的稳定性进行了大量研究，沙土的孔隙率测试技术也比较成熟，但岩土体是自然体，内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广。因此，寻找一种简便高效的沙土孔隙率测试方法具有非常强的实用价值。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点，提供一种新型沙土孔隙率测试装置及试验方法，以确定现场沙土的孔隙率。

一种新型沙土孔隙率测试装置，包括沙土试样加载装置和高压气罐；沙土试样加载装置包括试样仓和储水筒，试样仓和储水筒安装于底座上，试样仓下部和储水筒下部通过连接管道连通，连接管道与试样仓连接处设有滤片，连接管道靠近试样仓一侧设有水流控制阀门；储水筒上部设有泄压管和进气管口，泄压管上设有泄压阀，进气管口通过气压软管和高压气罐连接。

进一步，储水筒顶部装有储水筒盖。

进一步，试样仓和储水筒的高度和容量相同，试样仓和储水筒上设置刻度。

一种沙土孔隙率测试方法，包括以下步骤：

第一步，将沙土放入烘干箱内烘干4小时以上，将烘干的沙土试样放置于试样仓内，沙土试样高度为试样仓内径的2~2.5倍，沙土试样表面平整。

第二步，关闭水流控制阀门和泄压阀，在储水筒内注水直至液面与沙土试样体积刻度V₀相同，打开水流控制阀门，使储水筒内的水通过连接管道缓慢渗入试样仓。

第三步，储水筒内水位稳定5分钟后盖紧储水筒盖，缓慢旋开高压气罐的气压阀门，气体通过气压软管进入储水筒，待试样仓内沙土试样顶面被水淹没时关闭气压阀门。

第四步，通过泄压阀缓慢泄压直至试样仓内的液面和沙土试样的上表面在同一水平面，关闭泄压阀，并记录此时储水筒内水面刻度V₁，利用孔隙率公式n=(V₀-V₁)/V₀计算沙土试样的孔隙率。

综上所述，发明具有以下有益效果：

本发明利用容量和高度相同的试样仓与储水筒，沙土试样与水量控制直观可见，储水筒内气压通过泄压阀和高压气罐控制，操作方便，装置结构简单，装配容易，测试方法的步骤简单，本发明对环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土孔隙率的问题，实用性强，便于推广使用。

附图说明

图1是本发明一种新型沙土孔隙率测试装置的结构示意图。