[发明专利]一种重塑土毛细水观测及取样的装置和方法

说明书

本发明公开了一种重塑土毛细水观测及取样的装置和方法，本发明包括具有空腔的基础框架，能够将土样置于基础框架内，并通过击实装置进行击实，最后置于供水装置内，能够观察基础框架内土样的毛细水运动，本装置能够直观的观察毛细水在土柱四周的运动情况，不仅能满足毛细水的观察、土体中某位置含水量、基质吸力等参数的测试，还能在试验后取出土样，进一步研究其不同位置处的微观变化、物理力学指标的变化等，为工作人员研究毛细水作用后的土体提供较好的试样样品。

技术领域

本发明属于岩土工程试验领域，具体涉及一种重塑土毛细水观测及取样的装置和方法。

背景技术

毛细现象是指液体在管径较细的毛管内，因内聚力与附着力尺寸的不同，克服引力而上升的现象。在农业方面，水沿着毛细管上升到地面而蒸发掉，不利于植物的生长，需要将上部土壤锄松，切断表层土壤里面的毛细管，以降低水分蒸发。在建筑方面，夯实地基中的毛细管能将水分吸上来，浸润基础，增加室内潮湿度；在公路方面，压实路基中的毛细管使土体中的水分迁移至路基，增加路基的含水率，致使路基强度减小，导致路面发生破坏；此外，毛细水下降会使土体有效自重应力增加，引发地面或基础的不均匀沉降。因此，研究不同毛细水的运动及影响，以减少其带来的不利影响，是工程实践中的一个重要课题。

在岩土工程领域，现行对毛细水上升高度进行室内测定的广泛使用方法是土柱观测法，但其普遍的实验装置往往只能观测土柱中的毛细水运动，并通过传感器测试其中某点的数据，不能取出试验后的土样做进一步测试，限制了毛细水作用土体后的后续研究；同时，用传感器所测试的数据与传感器本身的误差尺寸、插入点位置、电压电流的稳定性等有关，其结果往往随机性大，不具有代表性，使用过程中有较大局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种重塑土毛细水观测及取样的装置和方法，能够直观的观察试验时土体的变化，并且能够在实验结束后分段取出实验后的土样，测试数据，满足工作人员进一步研究毛细水作用下各种土体的变化的要求。

为了达到上述目的，一种重塑土毛细水观测及取样的装置，包括基础框架、击实装置和供水装置；

基础框架的底部置于供水装置内，基础框架为矩形中空结构，矩形中空结构的空腔中用于放置土样，击实装置用于击实置于基础框架内的土样。

基础框架包括纵向设置的四根框架扁钢，相邻的框架扁钢间通过横向扁钢固定，框架扁钢和横向扁钢共同组成基础框架的外框体；

同一面的横向扁钢上固定有纵向设置的角钢，角钢与框架扁钢间具有空隙；

角钢与框架扁钢间的空隙内插有扁钢插件和方钢插件。

方钢插件为基础框架的正面和背面的插件，扁钢插件为基础框架的侧面插件。

击实装置包括套筒，套筒内设置有冲击杆，冲击杆能够在套筒内上下滑动，套筒底部固定有铁块，套筒上开设有若干气孔。

供水装置包括蓄水池，蓄水池内放置有透水石，透水石上覆盖有滤纸，当基础框架放置在供水装置中时，基础框架的底部与滤纸接触。

击实装置采用重型击实锤。

一种重塑土毛细水观测及取样的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，搭建基础框架，使基础框架为矩形中空结构；

步骤二，在基础框架的空腔中放置土样，采用击实装置对土样进行分层击实；

步骤三，将基础框架放置于供水装置内；

步骤四，持续向供水装置内供水，并观察基础框架内土样的毛细水运动情况；

步骤五，观察结束后，取出基础框架并拆除，对土样进行环刀取样。