[发明专利]一种黄土湿陷变形模量测定装置及方法

说明书

本发明公开了一种黄土湿陷变形模量测定装置及方法，包括圆管和测量腔；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与水源连接，注水舱顶部密封设置有透水板；测量腔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，测量腔内壁通过圆管管道内部的测量腔进水管连接有水源和水压控制器，测量腔内壁连接圆管管道内部的测量腔排气管，圆管竖直放置时，测量腔排气管自由端高度高于测量腔的设置高度，且测量腔排气管自由端设置有排气阀。实现黄土地层内部不同深度实现变形模量的测定，有效解决了现场浸水载荷只能测量浅部黄土湿陷变形模量的弊端。

技术领域

本发明属于岩土工程检测领域，涉及一种黄土湿陷变形模量测定装置及方法。

背景技术

黄土湿陷变形对岩土工程结构的影响主要体现在两个方面：分别为黄土的总湿陷量和黄土对浸水湿陷的敏感程度。即使黄土湿陷量的大小相同，但其发展可能很迅速，也可能较为缓慢，即黄土对湿陷变形具有不同的敏感度。湿陷的敏感性越强，对岩土工程结构造成的危害性越大，因此，研究黄土湿陷的敏感程度具有较为实际的意义。

在已有的研究中，湿陷变形模量，即浸水饱和土样，应力增量与应变增量的比值，是定量描述黄土湿陷敏感度的重要指标之一。目前测量黄土湿陷变形模量主要通过室内压缩试验，得到黄土的应力-应变曲线，通过计算曲线上直线段的斜率得到黄土的湿陷变形模量，但无法避免在取样和运输过程中对黄土试样产生扰动，则实验结果很可能产生误判；另一方面，测定黄土湿陷变形模量的现场试验方法主要通过浸水载荷试验，但在黄土湿陷性场地上进行现场浸水载荷试验，工期长，成本大，由于测试手段的限制，只能测定地表浅部黄土地层的湿陷变形，无法获得湿陷变形模量随深度的变化规律。然而，黄土地区厚度较大的湿陷性黄土层可达30米，甚至更深。因此需要一种能在深层地层中测量黄土地层的湿陷变形的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种黄土湿陷变形模量测定装置及方法，实现黄土地层内部不同深度实现变形模量的测定，有效解决了现场浸水载荷只能测量浅部黄土湿陷变形模量的弊端。

一种黄土湿陷变形模量测定装置，包括圆管和测量腔；

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与水源连接，注水舱顶部密封设置有透水板；

测量腔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，测量腔内壁通过圆管管道内部的测量腔进水管连接有水源和水压控制器，测量腔内壁连接圆管管道内部的测量腔排气管，圆管竖直放置时，测量腔排气管自由端高度高于测量腔的设置高度，且测量腔排气管自由端设置有排气阀。

优选的，测量腔的两端，分别设置有上辅助腔和下辅助腔，上辅助腔和下辅助腔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，上辅助腔和下辅助腔通过圆管管道内部的辅助腔进气管连接有空压机。

优选的，注水舱为绕圆管周面一圈的环形凹槽。

进一步，圆管的上下两端各设置有一个注水舱。

再进一步，圆管包括上圆管、中圆管和下圆管，中圆管的两端分别与上圆管的底端和下圆管的顶端螺纹连接，螺纹连接位置为凹槽部位。

优选的，注水舱内部与透水板之间的区域，密封设置有金属板，金属板上设置有若干通孔。

进一步，透水板和金属板均通过O型圈与注水舱连接。

一种基于上述任意一项所述装置的黄土湿陷变形模量测定方法，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；