CN102175584A

CN102175584A - 砂砾石料渗透稳定测试仪

Info

Publication number: CN102175584A
Application number: CN 201110029426
Authority: CN
Inventors: 王保田; 蓝日彦; 叶琼瑶; 张福海; 张文慧
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN102175584B

Abstract

本发明属于土工测试中粗粒土渗透稳定性测试试验的岩土工程领域，涉及一种新型的砂砾石料渗透稳定测试仪。有机玻璃防护罩内布置两块钢性透水隔板，两块钢性透水隔板之间填充砂砾，砂砾上方钢性透水隔板上布置荷载加压器，有机玻璃防护罩的下端布置钢板底座，钢板底座上布置出水口，出水口通过导水管与泥砂沉淀分离箱的进水口连接，泥砂沉淀分离箱的上方布置溢水管，泥砂沉淀分离箱放置在质量测量器上。该新型砂砾石料渗透稳定测试仪的优点是渗透稳定性试验效率高，占地面积小，携带组装方便，操作灵活简便，测定结果准确可靠，经济投资省等，适合于级配不良砂砾石料粗粒土渗透稳定性测定的室内或现场试验。

Description

砂砾石料渗透稳定测试仪

技术领域

本发明属于土工测试中粗粒土渗透稳定性测试试验的岩土工程领域，涉及一种新型的砂砾石料渗透稳定测试仪。

背景技术

无粘性砂砾石料粗粒土在工程建设中经常遇到，通过石料粉碎机直接破碎成砂砾建筑材料，应用于山区高速公路路基填筑、大型堆石坝堆石料、江河湖海护岸护堤工程等，在各类工程建设中，特别是道路工程中，无粘性砂砾石料粗粒土的用量比粘性填土大很多，基础工程建设中应用十分广泛。无粘性砂砾石料粗粒土与其它土类相比，具有抗剪强度高，承载力大，压缩性小的优点。但也存在均匀性差，抗渗性能低，在水流作用下极易发生管涌破坏等缺点。

砂砾石料粗粒土由于天然级配不良，或填筑后部分细颗粒损失引起填筑的砂砾石料粗粒土粒径分布不均，缺失中间粒组。山区修筑高等级公路时采用级配不良砂砾料修筑的路基，强降雨后山坡向路基一侧可能会形成积水，并沿路基横向产生渗流，导致路基发生渗透变形，引起路基产生不均匀变形、路面裂缝和路基边坡塌滑等自然病害。因而有必要测定砂砾石料粗粒土水头作用下的渗透稳定性，以提出合理化的工程加固措施与具体现场施工工艺预防灾害发生。

目前常用测定土体渗透系数及渗透变形的仪器主要有70型渗透仪、南55型渗透仪和垂直渗透变形仪等。70型渗透仪适用于测定砂性土的渗透系数，南55型渗透仪适用于测定黏性土的渗透系数，垂直渗透变形仪适用于测定粗颗粒土的垂直渗透系数和渗透变形。从适用范围来看，以上试验仪器均无法测试砂砾石料粗粒土渗透变形情况，更无法评价砂砾石料粗粒土一定荷载作用下渗透稳定性指标，砂砾石料粗粒土渗透稳定性检测技术仍处于空白阶段。

发明内容

本发明的目的在于开发新型室内测定土体渗透稳定性试验设备，设计并开发制造出一个占地面积小，携带组装方便，操作灵活简便，测定结果准确可靠，满足室内与现场砂砾石料渗透稳定性测定试验要求的砂砾石料渗透稳定测试仪。

本发明采用如下技术方案：

砂砾石料渗透稳定测试仪，包括土样渗透加载桶，所述的土样渗透加载桶包括泥砂沉淀分离箱，荷载加压器，有机玻璃防护罩，钢性透水隔板，钢板底座，出水口，导水管，溢水管，质量测量器；所述的有机玻璃防护罩内布置两块钢性透水隔板，两块钢性透水隔板之间填充砂砾，砂砾上方钢性透水隔板上布置荷载加压器，有机玻璃防护罩的下端布置钢板底座，钢板底座上布置出水口，出水口通过导水管与泥砂沉淀分离箱的进水口连接，泥砂沉淀分离箱的上方布置溢水管，泥砂沉淀分离箱放置在质量测量器上。

本发明所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，还包括钢柱支座，所述的砂砾下方的钢性透水隔板与钢板底座之间布置钢柱支座。

本发明所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，还包括三角溢水口，所述的三角溢水口布置在有机玻璃防护罩侧壁的上端。

本发明所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，还包括位移测量器，所述的位移测量器与荷载加压器、砂砾上方钢性透水隔板相连。

有益效果

土样渗透加载筒与泥砂沉淀分离箱均设置溢流装置，实现对渗透水头与进水量控制，保证试验过程中的水头恒定。

刚性透水隔板透水孔尺寸略大于试验砂砾石料缺失粒组尺寸，能够控制渗滤浑水中细颗粒尺寸，有效测定不良级配砂砾石料渗透稳定性情况。

荷载加压系统根据砝码数量控制荷载大小，荷载控制精确；位移量测系统实时量测土样压缩位移情况。泥砂沉淀分离箱质量变化即细颗粒渗透损失量通过质量量测系统即时记录，便于渗透稳定变形曲线的准确绘制获得。

该新型砂砾石料渗透稳定测试仪的优点是渗透稳定性试验效率高，占地面积小，携带组装方便，操作灵活简便，测定结果准确可靠，经济投资省等，适合于级配不良砂砾石料粗粒土渗透稳定性测定的室内或现场试验。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的钢板底座俯视图；

图3是本发明的钢性透水隔板结构示意图；

图中：1是土样渗透加载桶，砂沉淀分离箱，3是荷载加压器，4是位移测量器，5是进水口，6是有机玻璃防护罩，7是钢性透水隔板，8是沙砾料，9是钢板底座，10是出水口，11是导水管，12是溢水管，13是三角溢水口，14是质量测量器，16是钢柱支座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图1所示：1、砂砾石料渗透稳定测试仪，包括土样渗透加载桶1，所述的土样渗透加载桶1包括泥砂沉淀分离箱2，荷载加压器3，有机玻璃防护罩6，钢性透水隔板7，钢板底座9，出水口10，导水管11，溢水管12，质量测量器14。

所述的有机玻璃防护罩6内布置两块钢性透水隔板7，两块钢性透水隔板7之间填充砂砾，砂砾上方钢性透水隔板7上布置荷载加压器3，有机玻璃防护罩6的下端布置钢板底座9，钢板底座9上布置出水口10，出水口10通过导水管11与泥砂沉淀分离箱2的进水口连接，泥砂沉淀分离箱2的上方布置溢水管12，泥砂沉淀分离箱2放置在质量测量器14上。

砂砾下方的钢性透水隔板7与钢板底座9之间布置钢柱支座16。三角溢水口13布置在有机玻璃防护罩6侧壁的上端。位移测量器4与荷载加压器3、砂砾上方钢性透水隔板7相连。

在砂砾石料渗透稳定测试仪中，首先将土样渗透加载筒1中的钢板底座9与有机玻璃管护罩6组合，其中有机玻璃筒护罩6高50cm，内径50cm，壁厚1cm，钢板底座9直径60cm，厚2cm；放入底层刚性透水隔板7，隔板直径50cm，厚2cm，搁置在高8cm，直径2cm的钢柱支座16之上，保持水平，下层混液收集区预先充满清水，填筑高30cm的砂砾石料8，填至预定高度后，放置上层刚性透水隔板7，安置荷载加压系统3，位移量测系统4，位移量程不小于15cm，组装容积为0.5m³有机玻璃材质泥砂沉淀分离箱2，通过导水管11与直径为4cm的底板下出水口10连接，砂砾石料渗透稳定测试仪组装完成后开始试验过程。

调节土样渗透加载筒1与上溢流管12位置，控制渗流水头。关闭导水管控制阀11，通过上部进水管5进水，经上层稳定进水区的三角溢流堰13均匀布水后，经上层刚性透水隔板7的直径为试验砂砾石料缺失粒径尺寸的透水孔18进入砂砾石料层8，经下层刚性透水隔板7的透水孔18流入混液收集区，待土样浸水饱和后，打开导水管11上的控制阀，浑水经底板下出水口10沿导水管11进入泥砂沉淀分离箱2，泥水分离后，上层清水经内径为1cm上溢流管12流出。

上溢流管12溢流稳定后，由荷载加压系统3加荷，校核位移量测系统4初读数，根据渗透历时记录荷载下位移读数值。由质量量测系统14量测泥砂沉淀分离箱质量变化，得到粉细颗粒损失量。进而得到位移沉降量与粉细颗粒损失量之间关系曲线，得到砂砾石料粗粒土渗透稳定性指标。

Claims

1.砂砾石料渗透稳定测试仪，其特征在于：包括土样渗透加载桶（1），所述的土样渗透加载桶（1）包括泥砂沉淀分离箱（2），荷载加压器（3），有机玻璃防护罩（6），钢性透水隔板（7），钢板底座（9），出水口（10），导水管（11），溢水管（12），质量测量器（14）；所述的有机玻璃防护罩（6）内布置两块钢性透水隔板（7），两块钢性透水隔板（7）之间填充砂砾，砂砾上方钢性透水隔板（7）上布置荷载加压器（3），有机玻璃防护罩（6）的下端布置钢板底座（9），钢板底座（9）上布置出水口（10），出水口（10）通过导水管（11）与泥砂沉淀分离箱（2）的进水口连接，泥砂沉淀分离箱（2）的上方布置溢水管（12），泥砂沉淀分离箱（2）放置在质量测量器（14）上。

2.根据权利要求1所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，其特征在于：还包括钢柱支座（16），所述的砂砾下方的钢性透水隔板（7）与钢板底座（9）之间布置钢柱支座（16）。

3.根据权利要求1所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，其特征在于：还包括三角溢水口（13），所述的三角溢水口（13）布置在有机玻璃防护罩（6）侧壁的上端。

4.根据权利要求1所述的砂砾石料渗透稳定测试仪，其特征在于：还包括位移测量器（4），所述的位移测量器（4）与荷载加压器（3）、砂砾上方钢性透水隔板（7）相连。