CN104977246B - 岩土工程土壤崩解测试装置以及测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于岩土工程的土壤崩解测试装置，包括崩解盒、崩解槽以及挂绳；所述崩解盒底部设置金属网孔，用于放置土壤崩解样品；所述崩解槽为容器结构，其内部容纳有水；所述挂绳悬挂所述崩解盒，使其处于崩解槽的水中；还包括平衡杠、支架、对比盒以及对比槽；所述平衡杠设置在所述支架上，所述崩解盒通过所述挂绳设置在所述平衡杠的一侧，所述对比盒通过另一挂绳设置在所述平衡杠的一侧，并且所述对比盒位于所述对比槽内部；所述对比槽为透明玻璃容器，其内容纳有水，其外表面设置刻度。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤崩解测试装置，尤其是涉及用于岩土工程的土壤崩解测试装置。
背景技术
在岩土工程中，崩解叫做湿化，是指土壤在静水中发生破裂解体、塌落或强度减弱的现象。土壤的崩解机制与土壤侵蚀的发生过程密切相关，是土壤侵蚀发生的必要条件之一，是评价土壤侵蚀严重程度的一项重要土壤物理指标。评价土壤崩解性主要使用三个指标：崩解时间、崩解特征和崩解速度，这三个指标能够客观全面的表现土的崩解过程。
在岩土工程科学研究、教学实践及生产领域，对岩土工程试验中物理力学指标进行测定时，需要研究土壤试样的崩解性，通常需要使用土壤崩解测试装置对于土壤的崩解性能进行测试。
现有技术中，200910273061.4的发明专利公开了一种土壤崩解仪，其包括刻度尺、筛网和装有高密度物质的浮泡，筛网悬挂于刻度尺下端，装有高密度物质的浮泡连接于筛网下端，刻度尺、筛网和装有高密度物质的浮泡位于盛装有液体的容器中；随着土壤的崩解，土壤进入液体，刻度尺上刻度发生变化。根据时间、玻璃管上刻度变化情况，可以确定不同粒径崩解物的崩解速率。
201110356496.2的发明专利，提出了一种土壤崩解测试仪，是由标尺、浮泡、铅粒、吊框、筛网、带刻度的 玻璃容器和土样品构成。由标尺、浮泡和标尺连接形成的浮力装置置于带刻 度的玻璃容器中，标尺下端与浮泡上端连接，吊框系在标尺与浮泡的连接处， 浮泡置于吊框中，浮泡内装有铅粒，吊框底部布有筛网，筛网上放置土样品；该发明通过浮力装置使土样品浸于液体中，土样品开始崩解时，由于重力的减小，浮力装置向上 浮动，可根据浮力装置上方标尺的刻度判断浮动的位移。
上述现有技术中的实验过程中也存在一些问题，如刻度尺、标尺进入水中不容易校正，需要使用铅粒等高密度物质作为浮泡，达到比较稳定的状态比较难等缺点。
发明内容
本发明提供了一种土壤崩解测试装置，能够克服现有技术的上述缺陷。
作为本发明的一个方面，提供了一种岩土工程的土壤崩解测试装置，包括崩解盒、崩解槽以及挂绳；所述崩解盒底部设置金属网孔，用于放置土壤崩解样品；所述崩解槽为容器结构，其内部容纳有水；所述挂绳悬挂所述崩解盒，使其处于崩解槽的水中；其特征在于：还包括平衡杠、支架、对比盒以及对比槽；所述平衡杠设置在所述支架上，所述崩解盒通过所述挂绳设置在所述平衡杠的一侧，所述对比盒通过另一挂绳设置在所述平衡杠的一侧，并且所述对比盒位于所述对比槽内部；所述对比槽为透明玻璃容器，其内容纳有水，其外表面设置刻度。
优选的，所述崩解盒与所述对比盒与所述平衡杠支点的距离相等。
优选的，所述平衡杠支点位置设置水平仪。
优选的，所述金属网孔眼的大小为10mmx10mm,5mmx5mm,2mmx2mm,1mmx1mm或者0.5mmx0.5mm。
优选的，所述对比盒与所述崩解盒具有相同的底面积，质量也相同；所述对比盒底部为密封结构。
优选的，所述刻度起始于所述对比槽中部，并且向上延伸。
优选的，所述对比槽内的水位等于所述刻度的起始点。
优选的，所述对比盒的高度高于所述崩解盒。
优选的，所述崩解盒具有多层金属网，各层金属网的网孔从上到下依次减小。
作为本发明的另外一个方面，提供了上述土壤崩解测试装置的测试方法，包括如下步骤：1）分别向崩解槽2和对比槽9中注入水，使其水位分布处于第一水位和第二水位，其中第二水位与对比槽9的刻度起点一致；2）将待测试的土壤样品放置在崩解盒1中；3）将崩解盒1和对比盒7分别放入崩解槽2和对比槽9中；4）向对比盒7中注入土壤样品，直到平衡杠4处于平衡状态；此时，对比盒7底面高度与刻度起始点一致，并且水平仪10处于水平状态；4）土壤样品在崩解盒1中崩解，崩解后的土壤通过金属网孔进入水中，从而平衡杠4左侧崩解盒内土壤减少，重量降低，平衡杠4右侧的对比盒7向下进入对比槽8的水中，使对比槽8的水位上升，其对应的刻度数值升高，对比盒7受到对比槽8中水向上的浮力，从而使平衡杠4处于新的平衡状态；计时并且观测土壤样品的崩解现象，每30秒读取对比槽8中的水位对应的刻度数值，该时间与数值的变化反应了样品崩解的动态速度；5）根据对比槽8中的水位对应的刻度数值确定不同时间段土壤样品的崩解速度和崩落量。
附图说明
附图1是本发明土壤崩解测试装置的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明实施例的崩解测试装置如图1所示，包括平衡杠支架5以及设置于其上的平衡杠4。平衡杠中间设置有水平仪10，用于辅助调整平衡杠4的水平。平衡杠4的左侧设置有崩解盒1、崩解槽2以及挂绳3，右侧设置有对比盒7、对比槽8以及另外的挂绳11。
崩解盒1用于放置土壤崩解样品，其底部设置有金属网孔，崩解后的土壤样品通过金属网孔漏出到崩解槽2的水中。可以针对不同的样品设置不同直径的金属网孔，可以将金属网孔眼的大小设置为10mmx10mm,5mmx5mm,2mmx2mm,1mmx1mm或者0.5mmx0.5mm。
优选的，可以在崩解盒1设置多层金属网，各层金属网的网孔从上到下依次减小，从而不同粒径的崩解物通过不同直径的金属网孔，最后沉积在不同的金属网上。
崩解槽2为容器结构，其内部容纳有水。崩解盒1通过挂绳3悬挂在平衡杠4的一侧上，并且其处于崩解槽2的水中，使崩解盒1内部的土壤能够在崩解槽2中崩解。
平衡杠4的另一侧设置有对比盒7、对比槽8以及另外的挂绳11。对比盒7通过挂绳11设置在平衡杠4的一侧，并且对比盒7位于对比槽8内部。对比槽8为透明玻璃容器，其内容纳有水，其外表面设置刻度9。
优选的，可以将对比盒7设置为与崩解盒1具有相同的底面积和质量的容器，对比盒7底部为密封结构，对比槽8内的水无法进入对比盒7的内部。对比槽8的刻度9起始于对比槽8的中部，并且向上延伸。对比槽8内的初始水位等于刻度9的起始点。
优选的，可以将对比盒7的底面积设置为大于对比槽底面积的1/2，更优选的，可以将对比盒7的底面积设置为对比槽底面积的2/3，从而能够使对比槽8内的水位变化更加明显。
本发明实施例的崩解测试装置的测试方法，包括如下步骤：1）分别向崩解槽2和对比槽9中注入水，使其水位分布处于第一水位和第二水位，其中第二水位与对比槽9的刻度起点一致；2）将待测试的土壤样品放置在崩解盒1中；3）将崩解盒1和对比盒7分别放入崩解槽2和对比槽9中；4）向对比盒7中注入土壤样品，直到平衡杠4处于平衡状态；此时，对比盒7底面高度与刻度起始点一致，并且水平仪10处于水平状态；4）土壤样品在崩解盒1中崩解，崩解后的土壤通过金属网孔进入水中，从而平衡杠4左侧崩解盒内土壤减少，重量降低，平衡杠4右侧的对比盒7向下进入对比槽8的水中，使对比槽8的水位上升，其对应的刻度数值升高，对比盒7受到对比槽8中水向上的浮力，从而使平衡杠4处于新的平衡状态；计时并且观测土壤样品的崩解现象，每30秒读取对比槽8中的水位对应的刻度数值，该时间与数值的变化反应了样品崩解的动态速度；5）根据对比槽8中的水位对应的刻度数值确定不同时间段土壤样品的崩解速度和崩落量。
上述实施例中的仅用于示范性的表示本发明的内容。另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种用于岩土工程的土壤崩解测试装置，包括崩解盒、崩解槽以及挂绳；所述崩解盒底部设置金属网孔，用于放置土壤崩解样品；所述崩解槽为容器结构，其内部容纳有水；所述挂绳悬挂所述崩解盒，使其处于崩解槽的水中；其特征在于：还包括平衡杠、支架、对比盒以及对比槽；所述平衡杠设置在所述支架上，所述崩解盒通过所述挂绳设置在所述平衡杠的一侧，所述对比盒通过另一挂绳设置在所述平衡杠的一侧，并且所述对比盒位于所述对比槽内部；所述对比槽为透明玻璃容器，其内容纳有水，其外表面设置刻度；所述平衡杠支点位置设置水平仪；所述对比盒与所述崩解盒具有相同的底面积以及质量；所述对比盒底部为密封结构。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述崩解盒与所述对比盒与所述平衡杠支点的距离相等。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述金属网眼的大小为10mmx10mm,5mmx5mm,2mmx2mm,1mmx1mm或者0.5mmx0.5mm。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述崩解盒具有多层金属网，各层金属网的网孔从上到下依次减小。
5.一种利用权利要求1－4之一所述的装置执行的测试方法，包括如下步骤：1)将待测试的土壤样品放置在所述崩解盒中；2）将所述崩解盒和所述对比盒分别放入所述崩解槽和所述对比槽中；3）向所述对比盒中注入土壤样品，直到所述平衡杠处于平衡状态； 4）计时并且观测土壤样品的崩解现象，每30秒读取一次对比槽中的水位对应的刻度；5）根据对比槽中的水位对应的刻度确定不同时间段土壤样品的崩解速度和崩落量。
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