CN105547973B - 一种综合评价土体抗蚀性的试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，目的在于，能够评价土体在表面侵蚀、内部侵蚀作用以及耦合侵蚀作用下的抗蚀性，所采用的技术方案为，包括以下步骤：1)选取并制作土样，在土样的内部设置若干沿土样轴向的孔洞；2)用气流或水流侵蚀土样的表面，并记录侵蚀下来的土体质量；3)将气流或水流通入土样的孔洞内，对土样的内部进行侵蚀，并记录侵蚀下来的土体质量；4)将土样沿径向切开，测量侵蚀后的土样内部的孔洞尺寸，并记录孔洞的尺寸变化；5)根据土样表面侵蚀下来的土体质量、内部侵蚀下来的土体质量和土样内部的孔洞尺寸变化，完成对土体抗蚀性的评价。

Description

一种综合评价土体抗蚀性的试验方法
技术领域
本发明涉及土体抗蚀性试验领域，具体一种综合评价土体抗蚀性的试验方法。
背景技术
目前对于综合评价土体抗蚀特性的方法并不完备，表面侵蚀(本专利所述侵蚀专指流失侵蚀以及刮风吹蚀)试验多直接在现场或建立大型模型进行，投入资金较多，并且难以同时评价土体内部及外部的抗侵蚀特性。公知的评价土体抗侵蚀特性的方法一般为现场或模型试验，或者仅仅进行内部冲蚀的试验，难以综合评价土体表面及内部在耦合侵蚀情况下土体抗蚀特性。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种能够评价土体在表面侵蚀、内部侵蚀作用以及耦合侵蚀作用下抗蚀性的综合评价土体抗蚀性的试验方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括以下步骤：
1)选取并制作土样，在土样的内部设置若干沿土样轴向的孔洞；
2)用气流或水流侵蚀土样的表面，并记录侵蚀下来的土体质量；
3)将气流或水流通入土样的孔洞内，对土样的内部进行侵蚀，并记录侵蚀下来的土体质量；
4)将土样沿径向切开，测量侵蚀后的土样内部的孔洞尺寸，并记录孔洞的尺寸变化；
5)根据土样表面侵蚀下来的土体质量、内部侵蚀下来的土体质量和土样内部的孔洞尺寸变化，完成对土体抗蚀性的评价。
所述的步骤1)中土样选取原状土或扰动土，扰动土在制样时等间距预埋若干钢丝，制样完成后将钢丝抽出，形成孔洞；原状土在制样时采用钢针等间距穿孔，形成孔洞。
所述的孔洞直径为1mm。
所述的土样制作为圆柱状或长方体状。
所述的步骤2)和步骤3)中对土样进行侵蚀时，将土样放置在与土样尺寸对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中。
所述的步骤2)中采用水流对土样进行表面侵蚀时，除了表面以外的面均作防水处理。
所述的步骤3)中采用水流对土样进行内部侵蚀时，将孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水处理。
所述的步骤2)和步骤3)中气流侵蚀采用自然风或风机提供动力。
所述的步骤2)和步骤3)中采用重量传感器测量侵蚀下来的土体质量。
与现有技术相比，本发明方法能够评价在表面侵蚀、内部侵蚀及综合侵蚀情况下土体的抗蚀特性，主要步骤为取样、制样、表面侵蚀、内部侵蚀或综合侵蚀、数据采集、数据处理和综合评价，目前公知的评价土体抗侵蚀特性的方法一般为现场或模型试验，投资极大，或者仅仅进行内部冲蚀的试验，难以综合评价土体表面及内部在耦合侵蚀情况下的土体抗蚀特性，本发明考虑因素全面，通过将表面侵蚀及内部侵蚀结合在一起，使得对于综合侵蚀情况下土体的抗侵蚀能力的评价更加真实和精细，为工程实践提供可靠的依据。
进一步，通过预埋若干钢丝或者用钢针穿孔形成孔洞，侵蚀时使水流或气流通入孔洞，为评价土体内部侵蚀的特性提供水流或气流的流径，真实模拟实际情况，提高土样内部侵蚀试验的真实性。
进一步，土样侵蚀过程中放置在与土样对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中，能够有效的防止土样在试验过程中坍塌，提高了试验的可靠性。
进一步，采用水流侵蚀时，不侵蚀的面采用防水材料作保护处理，提高了试验的可靠性。
附图说明
图1为本发明的试验流程图；
图2为长方体状土样表面侵蚀示意图；
图3为长方体状土样的钢丝预埋示意图；
图4为圆柱状土样的钢丝预埋示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
参见图1，本发明包括以下步骤：
1)选取并制作土样，土样选取原状土或扰动土，扰动土在制样时等间距预埋若干钢丝，制样完成后将钢丝抽出，在土样的内部形成若干沿土样轴向的孔洞；原状土在制样时采用钢针等间距穿孔，在土样的内部形成若干沿土样轴向的孔洞；孔洞直径为1mm，土样制作为圆柱状或长方体状；
2)将土样放置在与土样尺寸对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中，用气流或水流侵蚀土样的表面，并采用重量传感器测量侵蚀下来的土体质量；采用水流对土样进行表面侵蚀时，除了表面以外的面均作防水处理，气流采用自然风或风机提供动力；
3)将土样放置在与土样尺寸对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中，将气流或水流通入土样的孔洞内，对土样的内部进行侵蚀，并采用重量传感器测量侵蚀下来的土体质量；采用水流对土样进行内部侵蚀时，将孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水处理，气流采用自然风或风机提供动力；
4)将土样沿径向切开，测量侵蚀后的土样内部的孔洞尺寸，并记录孔洞的尺寸变化；
5)根据土样表面侵蚀下来的土体质量、内部侵蚀下来的土体质量和土样内部的孔洞尺寸变化，完成对土体抗蚀性的评价。
参见图1，本发明的主要步骤为：取样—制样—侵蚀(表面侵蚀、内部侵蚀或综合侵蚀)—数据采集—数据处理—综合评价。
取样可取原状土样或扰动土样，参见图3和图4，制样时将土样制作为柱形或长方体形状，并在制样过程中在试样中间隔一定距离预埋1mm的钢丝若干，钢丝数据根据实地工况而定，对于原状土样则用1mm的钢针间隔一定距离穿孔，制样完成后将钢丝抽出，留下1mm的孔洞，从而为评价土体内部侵蚀的特性提供水流或气流的流径，气流侵蚀可利用自然风或风机提供动力，加速气体通过上述的孔洞；当水流侵蚀时，则在一定水头下将水流引入预留孔洞，用于评价土体内部的抗蚀特性，在内部侵蚀试验中，应将孔洞入口及出口所在的面露出，其他面用防水材料作保护处理，上述的侵蚀过程可放置在与土体试样对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中进行，可以有效的方式土体试样在试验过程中坍塌，对于圆柱形试样，可对应制作圆柱形容器，长方体试样，可制作长方体容器。
参见图2，在土体表面抗蚀评价中，对于长方体土样，可将长边所在的面朝上，其他5个面则用防水材料包裹，并且露出高边的1/4-1/10，便于观察表面侵蚀的情况及侵蚀发展的过程；对于圆柱形土样则不进行表面侵蚀试验。
侵蚀可单独进行表面侵蚀试验或单独进行内部侵蚀试验，亦可两种侵蚀方法同时进行，用于综合评价土体内部及表面抵抗侵蚀的特性。
数据采集主要采集被从土样侵蚀或剥离下来的土体重量的多少，以及预留孔洞的变化情况，重量可由重量传感器采集完成，孔洞变化则需切开土样人为测量后确定，数据处理则由电子计算机完成，综合评价则由试验者通过所得数据及处理的结果进行评价。
本发明取样可根据实际工况分为原状土及扰动土；制样可制作为长方体或圆柱形试样，尺寸根据实际工况选取；侵蚀可单独进行表面侵蚀或内部侵蚀试验，亦可二者同时进行；数据采集主要为从试样侵蚀或剥离下来的土粒重量，可由传感器完成采集，孔洞直径变化情况需切开试验，由人工量取完成采集；数据处理则由电子计算机完成；综合评价则由试验人员根据试验结果及数据情况进行评价。本发明的试验方法主要通过取样，并将土样制成六面体或圆柱体试样，并进行土样表面侵蚀试验和内部侵蚀试验，利用土样表面侵蚀结果和内部的侵蚀结果，对土体综合抗侵蚀特性进行比较全面和真实的评价。
目前公知的评价土体抗侵蚀特性的方法一般为现场或模型试验，投资极大；或者仅仅进行内部冲蚀的试验，难以综合评价土体表面及内部在耦合侵蚀情况下土体抗蚀特性，本发明技术的试验方法，可进行表面侵蚀、内部侵蚀及综合侵蚀情况下评价土体的抗蚀特性，主要步骤为：取样—制样—侵蚀(表面侵蚀、内部侵蚀或综合侵蚀)—数据采集—数据处理—综合评价。考虑因素全面，通过将表面侵蚀及内部侵蚀结合在一起，使得对于综合侵蚀情况下土体的抗侵蚀能力的评价更加真实和精细。

Claims (6)

1.一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取并制作土样，在土样的内部设置若干沿土样轴向的孔洞；
2)用气流或水流侵蚀土样的表面，并记录侵蚀下来的土体质量；
3)将气流或水流通入土样的孔洞内，对土样的内部进行侵蚀，并记录侵蚀下来的土体质量；
4)将土样沿径向切开，测量侵蚀后的土样内部的孔洞尺寸，并记录孔洞的尺寸变化；
5)根据土样表面侵蚀下来的土体质量、内部侵蚀下来的土体质量和土样内部的孔洞尺寸变化，完成对土体抗蚀性的评价；
所述的步骤1)中土样选取原状土或扰动土，扰动土在制样时等间距预埋若干钢丝，制样完成后将钢丝抽出，形成孔洞；原状土在制样时采用钢针等间距穿孔，形成孔洞；所述的孔洞直径为1mm；
所述的步骤2)和步骤3)中采用重量传感器测量侵蚀下来的土体质量。
2.根据权利要求1所述的一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，所述的土样制作为圆柱状或长方体状。
3.根据权利要求1所述的一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，所述的步骤2)和步骤3)中对土样进行侵蚀时，将土样放置在与土样尺寸对应的透明钢化玻璃或钢化塑料容器中。
4.根据权利要求1所述的一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，所述的步骤2)中采用水流对土样进行表面侵蚀时，除了表面以外的面均作防水处理。
5.根据权利要求1所述的一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，所述的步骤3)中采用水流对土样进行内部侵蚀时，将孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水处理。
6.根据权利要求1所述的一种综合评价土体抗蚀性的试验方法，其特征在于，所述的步骤2)和步骤3)中气流侵蚀采用自然风或风机提供动力。
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