[发明专利]三轴实验的土体电参数时空分布测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，其特征在于，包括：三轴压缩实验装置和土体电参数测试装置；

所述土体电参数测试装置包括绝缘橡皮膜(8)和导电组件；

所述导电组件包括导电片(6)和电极(7)；

所述绝缘橡皮膜(8)和所述导电组件添加在三轴压缩实验装置中围压室(5)内；

所述绝缘橡皮膜(8)用于土样和三轴压缩实验装置中围压室(5)隔绝；

所述导电组件用于土体电参数测试；

所述导电片(6)设置在三轴压缩实验的土样品两端端部；所述电极(7)通过所述绝缘橡皮膜(8)小孔插入土体，并沿所述绝缘橡皮膜(8)环向均匀布置，形成一组导电电极；沿所述绝缘橡皮膜(8)轴向布置多组导电电极测试各层土体的电阻率；

所述围压室(5)顶部有电极连接线出孔，通过电极连接线出孔将所述电极(7)和所述导电片(6)分别与电法仪(13)连接。

2.根据权利要求1所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，其特征在于，所述电极(7)和所述导电片(6)分别与电参数测试装置连接，包括：第一导线(11)的两端与土样品两端的所述导电片(6)连接，并与所述电法仪(13)相连；第二导线(12)的两端与两组所述电极(7)连接，并与所述电法仪(13)相连；所述电法仪(13)与第一导线(11)和第二导线(12)采用四级法连接测试土样电参数。

3.根据权利要求1所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，其特征在于，所述围压室(5)顶部电极连接线出孔处做密封处理。

4.根据权利要求1所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，其特征在于，所述绝缘橡皮膜(8)周围采用预设涂料来防止所述绝缘橡皮膜(8)在所述电极(7)插入后渗漏。

5.根据权利要求1所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，其特征在于，所述导电片(6)直径等于所述绝缘橡皮膜(8)的直径。

6.一种三轴实验的土体电参数时空分布测试方法，其特征在于，运用权力要求1-4任一权力要求所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试装置，执行如下步骤：

步骤M1：将土样品放入绝缘橡皮膜中，并插入电极；

步骤M2：对绝缘橡皮膜做防渗漏处理，布置好导电组件并改变实验条件；

步骤M3：将土样与电参数测试装置连接，在不同围压室内强度条件下进行压缩实验，同时测量获取土样电参数的时空分布。

7.根据权利要求6所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试方法，其特征在于，所述实验条件包括：土样品含水率、压实度和围压室内强度。

8.根据权利要求6所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试方法，其特征在于，所述步骤M1包括：

步骤M1.1：对土样进行烘干碾碎处理，再配置一定含水率的土样，并分层放入制样筒中并击实和/或直接采集原状土样品；

步骤M1.2：先对绝缘橡皮膜每个需要插入电极的点进行标记，放入土样品，再插入电极。

9.根据权利要求6所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试方法，其特征在于，所述步骤M2包括：

步骤M2.1：对绝缘橡皮膜涂抹预设防渗漏材料预设次，每次间隔预设时间；

步骤M2.2：设定三轴压缩实验的围压，三轴压缩实验的围压室内强度增量保持不变。

10.根据权利要求7所述的三轴实验的土体电参数时空分布测试方法，其特征在于，所述步骤M2包括：

步骤M3.1：围压室内注满水，关闭泄压阀，加载围压室内强度至指定数值，保持预设时间，观察围压室是否存在漏水现象；

步骤M3.2：不存在漏水情况下，设定好相关实验条件，开始三轴压缩实验；

步骤M3.3：在样品压缩过程中，实验仪器会记录土样品应力-应变曲线等结果，每隔预设时间或压缩位移暂停实验，通过变换测量电极，用四极法测量土体各层的电参数，通过实现任意两电极间的电阻率测量，从而获取土样的电参数时空分布。