[发明专利]一种黄土湿陷变形模量测定装置及方法

权利要求书

1.一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，包括圆管和测量腔(8)；

圆管的周面上设置有凹槽作为注水舱，注水舱通过圆管管道内部的注水舱进水管(10)与水源连接，注水舱顶部密封设置有透水板；

测量腔(8)采用弹性膜内部中空密封制成，形状为管状，嵌套固定在圆管的周面上，测量腔(8)内壁通过圆管管道内部的测量腔进水管(11)连接有水源和水压控制器，测量腔(8)内壁连接圆管管道内部的测量腔排气管(12)，圆管竖直放置时，测量腔排气管(12)自由端高度高于测量腔(8)的设置高度，且测量腔排气管(12)自由端设置有排气阀(19)。

2.根据权利要求1所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，测量腔(8)的两端，分别设置有上辅助腔(7)和下辅助腔(9)，上辅助腔(7)和下辅助腔(9)采用弹性膜内部中空密封制成，形状为管状，嵌套固定在圆管的周面上，上辅助腔(7)和下辅助腔(9)通过圆管管道内部的辅助腔进气管(13)连接有空压机(16)。

3.根据权利要求1所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，注水舱为绕圆管周面一圈的环形凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，圆管的上下两端各设置有一个注水舱。

5.根据权利要求4所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，圆管包括上圆管(1)、中圆管(2)和下圆管(3)，中圆管(2)的两端分别与上圆管(1)的底端和下圆管(3)的顶端螺纹连接，螺纹连接位置为凹槽部位。

6.根据权利要求1所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，注水舱内部与透水板之间的区域，密封设置有金属板(4)，金属板(4)上设置有若干通孔(20)。

7.根据权利要求6所述的一种黄土湿陷变形模量测定装置，其特征在于，透水板和金属板(4)均通过O型圈(6)与注水舱连接。

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述装置的黄土湿陷变形模量测定方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤一，对黄土测定区域进行打孔，形成钻孔，测量孔的直径等于圆管的直径；

步骤二，打开排气阀(19)，水源通过测量腔进水管(11)将水注入测量腔(8)中，测量腔(8)内空气通过测量腔排气管(12)排出，直到水超过排气阀(19)，关闭排气阀(19)，并停止向测量腔(8)注水，测量此时的测量腔(8)体积V₀；

步骤三，将装置放置进测量井中的指定深度位置；

步骤四，将水源通过注水舱进水管(10)到达注水舱，穿过透水板进入土体，使土体浸水增湿，注水速率大于土体的渗透系数，注水时间不少于1天；

步骤五，待注水舱注水完成后，水源通过测量腔进水管(11)将水注入测量腔(8)中，并打开水压控制装置，使得测量腔(8)增压，采用逐级增压的方式加压，加载压力增量为25kPa，每加一级荷载前后，测量并记录1次测量腔(8)的水体积变化，当注水量急剧增加，停止向测量腔(8)注水，终止试验；

步骤六，实施步骤一、二、三和五，计算得到土体天然状态下的变形模量E₁；实施步骤一至步骤五，计算得到土体增湿状态下的变形模量E₂，得到土体在天然状态下与增湿状态下的变形模量差异值。

9.根据权利要求8所述的一种黄土湿陷变形模量测定方法，其特征在于，步骤五中，在测量腔(8)注水的同时，打开空压机(16)，向上辅助腔(7)和下辅助腔(9)中注入空气，保障测量腔(8)沿径向膨胀加压。