CN105651154A - 测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置，该装置包括：试验模具；试样环，置于试验模具中，用于放置测量干湿循环胀缩变形量的土样；上部透水石，置于试样环上方，用于向土样注水以进行土样膨胀试验；下部透水石，置于试样环下方，用于排出注入土样的多余水分；加热部件，置于试验模具外围，用于对膨胀试验后得到的膨胀土样进行加热，以使膨胀土样干燥失水进行土样收缩试验；测量部件，置于上部透水石上方，用于测量经上部透水石向土样进行注水时所产生的土样膨胀变形量，和/或，测量经加热部件加热膨胀土样所产生的土样收缩变形量。采用本发明提供的装置，能够更加精确地评价土样的吸水膨胀性和失水收缩特性。

Description

测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置

技术领域

本发明涉及公路建设领域，特别是涉及一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置。

背景技术

黑棉土是在东部非洲广泛分布的一种以蒙脱石、伊利石等粘土矿物为主要成分的特殊粘土，具有裂隙性和超固结性，遇水剧烈膨胀，失水则会产生较大收缩，导致修筑在黑棉土的构筑物产生开裂等破坏，造成极大的安全问题和经济损失。尤其在反复干湿循环条件下，黑棉土地基或路基会产生剧烈的膨胀和收缩的反复变形，使建筑物或构筑物产生极大的附加应力，当超过材料的抗拉强度时，建筑物或构筑物产生开裂。

通常情况下，修筑在黑棉土路基上的建筑物或构筑物有两种破坏模式。当大气降雨时，建筑物或构筑物外边界处的黑棉土的含水量增加，发生膨胀变形，但是由于黑棉土的低渗透性，建筑物或构筑物路基范围内的黑棉土含水量稳定，不发生变形，造成建筑物或构筑物路基结构两边翘起。当大气蒸发失水时，建筑物或构筑物外边界处黑棉土由于失水而收缩，建筑物或构筑物路基范围内的黑棉土则不发生变形，从而导致建筑物或构筑物中间拱起。无论哪种破坏模式，由于路基存在基底脱空，在外部荷载作用下都会产生较大的附加应力，从而导致路基结构产生开裂。黑棉土作为地基或路基填料，直接受大气作用影响，而大气降雨和蒸发具有周期性，因此如何评价大气营力作用下黑棉土反复胀缩特性具有重要意义。

现有技术中，现有的试验方法只能分别评价黑棉土的膨胀性和自由收缩特性，即黑棉土的胀缩性是分开测量的，其中，无荷膨胀率或有荷膨胀率试验用于测量黑棉土的膨胀性，自由收缩试验用于测量黑棉土的收缩性，因此，不能反映黑棉土在大气降雨-蒸发作用下的反复胀缩特性，进而无法判断黑棉土是否可以作为地基或路基填料，并制定相应的处治措施。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置及方法。

基于本发明的一个方面，提供了一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置，该装置包括：

试验模具；

试样环，置于所述试验模具中，用于放置测量干湿循环胀缩变形量的土样；

上部透水石，置于所述试样环上方，用于向所述土样注水以进行土样膨胀试验；

下部透水石，置于所述试样环下方，用于排出注入所述土样的多余水分；

加热部件，置于所述试验模具外围，用于对膨胀试验后得到的膨胀土样进行加热，以使所述膨胀土样干燥失水进行土样收缩试验；

测量部件，置于所述上部透水石上方，用于测量经所述上部透水石向所述土样进行注水时所产生的土样膨胀变形量，和/或，测量经所述加热部件加热所述膨胀土样所产生的土样收缩变形量。

可选地，所述装置还包括：

试模外环，置于所述试样环的上方且固定于所述试验模具的底板，以使所述土样沿所述试样环的轴向方向膨胀或收缩。

可选地，所述装置还包括：

排水阀，置于所述试验模具的底板，位于所述下部透水石下方，用于排出经所述下部透水石排出的所述土样的多余水分。

可选地，所述加热部件包括：

置于所述试验模具外围的线圈，与所述线圈连接、能够对所述线圈进行加热的电阻丝；或者

置于所述试验模具外围的线圈，与所述线圈连接、能够对所述线圈进行加热的电阻丝，以及与所述电阻丝连接的温度控制器。

可选地，所述温度控制器控制的加热温度为45℃。

可选地，所述加热部件还包括：

置于所述试验模具外围的石棉绝热体，其中，所述线圈置于所述石棉绝热体与所述试验模具外围之间。

可选地，所述测量部件包括：

加载板，置于所述上部透水石上方；

加载杆，垂直放置于所述加载板上方并与所述加载板紧密连接；以及

百分表，固定于所述加载杆上，用于测量所述土样干湿循环的胀缩变形量。

可选地，所述加载板上分布有透水孔。

可选地，所述透水孔的直径为2mm；

所述透水孔为多个时，各相邻透水孔之间的距离为6mm。

基于本发明的另一个方面，还提供了一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法，该方法包括：

制取测量干湿循环胀缩变形量的土样；

将土样置于试验模具中的试样环中；

通过置于所述试验环上方的上部透水石向所述土样进行注水操作，以进行土样膨胀试验，其中，未被所述土样吸收的多余水分经置于所述试样环下方的下部透水石排出；

利用置于所述上部透水石上方的测量部件监测所述土样在注水过程中产生的膨胀变形，直至所述膨胀变形稳定，停止注水操作，记录所述测量部件显示的稳定示数，并作为所述土样的膨胀变形量；

利用置于所述试样环外围的加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，以进行土样收缩试验；

利用所述测量部件继续监测所述膨胀土样在失水过程中产生的收缩变形，直至所述收缩变形稳定，停止加热操作，记录所述测量部件上显示的稳定示数，并与所述土样的膨胀变形量相减，作为所述膨胀土样的收缩变形量。

本发明实施例提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置，经上部透水石向放置于试样环中的土样注水进行土样膨胀试验，并通过测量部件测量土样的膨胀变形量，土样膨胀试验结束后，经加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，进行土样收缩试验，并通过测量部件测量土样的收缩变形量。本发明实施例提供的装置，在原有无荷膨胀率试验装置的基础上，增加了加热部件，通过加热部件能够对膨胀变形试验结束后的土样进行干燥失水，以进行收缩变形试验。因此，针对同一土样，本发明的装置既能够进行土样的膨胀变形量的测试试验，又能够进行土样的收缩变形量的测试试验，另外，本发明提供的装置还能够反复进行土样膨胀变形和收缩变形的试验，进而能够更加精确地评价土样的吸水膨胀性和失水收缩特性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置的另一种结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法的处理流程图；以及

图4示出了根据本发明的一个实施例黑棉土土样4次干湿循环下的胀缩变形的试验结果示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置。图1示出了根据本发明一个实施例的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置的结构示意图。参见图1，该装置至少包括：

试验模具11；

试样环12，置于试验模具11中，用于放置测量干湿循环胀缩变形量的土样；

上部透水石13，置于试样环12的上方，用于向土样注水以进行土样膨胀试验；

下部透水石14，置于试样环12的下方，用于排出注入土样的多余水分；

加热部件15，置于试验模具11外围，用于对膨胀试验后得到的膨胀土样进行加热，以使膨胀土样干燥失水进行土样收缩试验；

测量部件16，置于上部透水石13上方，用于测量经上部透水石13向土样进行注水时所产生的土样膨胀变形量，和/或，测量经加热部件15加热膨胀土样所产生的土样收缩变形量。

本发明实施例提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置，经上部透水石向放置于试样环中的土样注水进行土样膨胀试验，并通过测量部件测量土样的膨胀变形量，土样膨胀试验结束后，经加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，进行土样收缩试验，并通过测量部件测量土样的收缩变形量。本发明实施例提供的装置，在原有无荷膨胀率试验装置的基础上，增加了加热部件，通过加热部件能够对膨胀变形试验结束后的土样进行干燥失水，以进行收缩变形量的测试试验。因此，针对同一土样，本发明的装置既能够进行土样的膨胀变形量的测试试验，又能够进行土样的收缩变形量的测试试验，另外，本发明提供的装置还能够反复进行土样膨胀变形和收缩变形的试验，进而能够更加精确地评价土样的吸水膨胀性和失水收缩特性。

以黑棉土作为本发明实施例的测试土样，其中，本发明实施例提供的黑棉土采集于肯尼亚内罗毕南环线，其基本物理性质指标见表1，并采用曲永新提出的双指标判别体系的宏观、微观4个指标进行判断，内罗毕黑棉土为强膨胀土。

表1

采用本发明提供的装置测量5种不同高度的测试土样的膨胀变形量，其中，5种不同高度为10cm，15cm，20cm，25cm以及30cm。表2示出了5种不同黑棉土土样高度的膨胀变形量的试验结果。

表2

由表2可以看出，不同高度的黑棉土测试土样的吸水膨胀所用的稳定时间差异较大，10mm高测试土样试验120分钟后即可达到膨胀稳定状态，而30mm高测试土样试验进行7天后黑棉土才达到膨胀稳定状态，15mm、20mm和25mm高测试土样达到吸水膨胀稳定状态的时间分别为1天、3天和5天。

测试土样高度过小会导致使用环刀切取原状土样时产生土样扰动，因此测试土样的高度不宜过低，另外，土样胀缩量测试试验一般耗时较长，组数较多，试验量大，过长的试验时间不适于快速获取测试土样胀缩量的相关参数。因此，本发明的一个优选实施例中，黑棉土土样的制样高度为20mm，即用于放置黑棉土土样的试样环的高度为20mm。

在本发明的一个优选实施例中，参见图1，测量部件16至少包括：

加载板161，置于上部透水石上方；

加载杆162，垂直放置于加载板上方并与加载板紧密连接；以及

百分表163，固定于加载杆上，用于测量土样干湿循环的胀缩变形量。

当通过上部透水石向放置于试样环中的黑棉土土样注水，黑棉土土样沿试样环的轴向方向发生膨胀变形，加载板随着黑棉土土样的膨胀变形沿试样环的轴向方向向上发生移动，加载杆也向上发生移动，此时，固定在加载杆上的百分表开始测量黑棉土土样的膨胀变形量。黑棉土土样的膨胀变形试验结束后，利用加热部件对膨胀土样进行干燥失水，黑棉土土样沿试样环的轴向方向发生收缩变形，加载板随着黑棉土土样的收缩变形向下发生移动，加载杆也随着加载板的移动而移动，此时，百分表开始测量黑棉土土样的收缩变形量。

为了便于向上部透水石注水，在本发明的一个优选实施例中，加载板上分布有透水孔。其中，透水孔的直径设置为2mm，当加载板上的透水孔为多个时，各相邻透水孔之间的距离为6mm。另外，由于本发明实施例提供的装置包括有加热部件，采用经加载板向上部透水石注水的方式，使得黑棉土土样胀缩变形量的测试能够更加安全顺利地进行。

在本发明的一个优选实施例中，参见图1，加热部件15至少包括：

置于试验模具11外围的线圈151，与线圈151连接、能够对线圈151进行加热的电阻丝152。

为了能够准确地控制加热温度以及保证整个试验装置的加热温度的稳定性，参见图1，加热部件15至少还包括：与电阻丝152相连的温度控制器153，用于控制加热温度，以及置于试验模具11外围的石棉绝热体154，用于保证试验装置加热温度的稳定性。其中，线圈151置于试验模具11与石棉绝热体154之间。

通过本发明提供的装置对黑棉土土样进行膨胀变形量测试试验后，经加热部件对黑棉土土样进行干燥失水，本发明实施例中，采用不同的加热温度对黑棉土土样进行加热，以进行收缩变形量试验。表3示出了本发明实施例不同加热温度下黑棉土土样的收缩变形量的试验结果。

由表3可知，不同加热温度下黑棉土土样收缩变形量随时间的变化差别较大。常温下(25℃)黑棉土土样需要较长的时间才能达到收缩稳定状态，随着加热温度的增加，黑棉土土样收缩速度加快，加热温度为65℃时，黑棉土土样只需1天即可达到收缩稳定状态，但是较高的加热温度可能蒸发出黑棉土土样的强结合水，不能模拟黑棉土土样实际蒸发失水的收缩变形量。因此，本发明的一个优选实施例中，电阻丝的电阻为48Ω，加热温度为45℃。

在本发明的一个优选实施例中，参见图2，测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置至少还包括：试模外环17。其中，试模外环17为一带凸缘的环形壳体，置于试样环11的上方，并且凸缘与试验模具11的底板采用紧固件(例如，螺栓)进行固定。本发明提供的装置中设置试模外环，是为了试样环中的黑棉土土样吸水膨胀或者加热收缩时，沿着试样环的轴向方向变形，使得更加精确地测量黑棉土土样的膨胀变形量或收缩变形量。

表3

在本发明的一个优选实施例中，在黑棉土试样膨胀变形试验结束后，在进行收缩变形试验之前，为了能够快速排出黑棉土试样的多余水分，参见图2，在试验模具11的底板设置排水阀18，排水阀18位于下部透水石14的下方。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法。图3示出了根据本发明一个实施例的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法的处理流程图。参见图3，该方法至少包括步骤S301至步骤S306。

步骤S301，制取测量干湿循环胀缩变形量的土样。

步骤S302，将土样置于试验模具中的试样环中。

步骤S303，通过置于试验环上方的上部透水石向土样进行注水操作，以进行土样膨胀试验，其中，未被土样吸收的多余水分经置于试样环下方的下部透水石排出。

步骤S304，利用置于上部透水石上方的测量部件监测土样在注水过程中产生的膨胀变形，直至膨胀变形稳定，停止注水操作，记录测量部件显示的稳定示数，并作为土样的膨胀变形量。

步骤S305，利用置于试样环外围的加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，以进行土样收缩试验。

步骤S306，利用测量部件继续监测膨胀土样在失水过程中产生的收缩变形，直至收缩变形稳定，停止加热操作，记录测量部件上显示的稳定示数，并与土样的膨胀变形量相减，作为膨胀土样的收缩变形量。

本发明实施例提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法，经上部透水石向放置于试样环中的土样注水进行土样膨胀试验，并通过测量部件测量土样的膨胀变形量，土样膨胀试验结束后，经加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，进行土样收缩试验，并通过测量部件测量土样的收缩变形量。本发明实施例提供的方法，在原有无荷膨胀率试验方法的基础上，增加了加热功能，通过加热部件能够对膨胀变形试验结束后的土样进行干燥失水，以进行收缩变形量的测试试验。因此，针对同一土样，采用本发明中的方法，既能够进行土样的膨胀变形量的测试试验，又能够进行土样的收缩变形量的测试试验，另外，本发明提供的方法还能够反复进行土样膨胀变形和收缩变形的试验，进而能够更加精确地评价土样的吸水膨胀性和失水收缩特性。

以黑棉土作为本发明实施例的测试土样，其中，本发明实施例提供的黑棉土采集于肯尼亚内罗毕南环线。

在本发明的一个优选实施例中，步骤S301中制取的黑棉土土样的试样高度为20mm。

本发明实施例中，步骤S302中涉及的通过置于试验环上方的上部透水石向土样进行注水操作，具体包括：

通过加载板上分布的透水孔向置于其下方的上部透水石注水，经过上部透水石的水分再注入土样。优选地，透水孔的直径为2mm，当透水孔为多个时，各相邻透水孔之间的距离为6mm。

在本发明的一个优选实施例中，为了试样环中的黑棉土土样吸水膨胀或者加热收缩时，沿着试样环的轴向方向变形，进而能够精确地测量黑棉土土样的膨胀变形量或收缩变形量，步骤S303中对黑棉土土样注水以进行膨胀变形试验和/或步骤S305中对黑棉土土样加热以进行收缩变形试验，至少包括：

在试样环上方设置固定于试验模具的底板的试模外环，其中，试模外环环形包围土样；

当黑棉土土样进行注水操作引起土样膨胀时，或者黑棉土土样进行干燥失水引起土样收缩时，利用试模外环控制土样沿试样环的轴向方向产生变形。

在本发明的一个优选实施中，步骤S304至少包括：

在上部透水石上方设置加载板，垂直加载板上放置加载杆，在加载杆上固定用于测量土样膨胀变形量的百分表；

当土样在注水过程中产生膨胀变形时，加载板随土样的膨胀沿试样环的轴向方向移动，加载杆随加载板的移动而移动，百分表开始测量土样的膨胀变形量；

当土样的膨胀变形结束后，记录百分表显示的稳定示数，作为土样的膨胀变形量。

在本发明的一个优选实施例中，步骤S305至少包括：

通过置于下部透水石下方的排水阀排出土样的多余水分；

通过电阻丝对置于试验模具外围的线圈进行加热，以使膨胀土样干燥失水。优选地，排水阀的直径为5mm。

在本发明的一个优选实施例中，设置与电阻丝相连的温度控制器，用于控制加热温度。优选地，电阻丝的电阻为48Ω，温度控制器的加热温度为45℃。

在本发明的一个优选实施例中，步骤S306至少包括：

在上部透水石上方设置加载板，垂直加载板上放置加载杆，在加载杆上固定用于测量膨胀土样收缩变形量的百分表；

当通过加热部件向膨胀土样进行干燥失水时，加载板随膨胀土样的收缩沿试样环的轴向方向移动，加载杆随加载板的移动而移动，百分表开始测量膨胀土样的收缩变形量；

当土样的收缩变形结束后，记录百分表显示的稳定示数，并与膨胀土样的膨胀变形量相减，作为膨胀土样的收缩变形量。

下面以一个具体实施例进一步说明本发明提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法。

现有技术中，通过湿法重型击实试验确定黑棉土的最佳含水量为20.5％，最大干密度为1.502g/cm3，因此，本发明提供的实施例以最佳含水量和最大干密度的黑棉土扰动土样制取黑棉土土样。

本发明提供的具体实施例至少包括以下步骤：

步骤S401，制取厚度为20mm的黑棉土土样；

步骤S402，将1块湿润后的下部透水石放入试验模具中，然后将试样环放置于下部透水石的上方，再将黑棉土土样放置于试样环中；

步骤S403，在试样环上放置1块湿润的上部透水石，然后将分布有透水孔的加载板放置在上部透水石上，将加载杆垂直连接在加载板上，将百分表固定在加载杆上；

步骤S404，从加载板加水至黑棉土土样，并观察水位，保证加载板的透水孔内注满水或者保证所述透水孔内注有1/2孔深的水；

步骤S405，记下开始注水时间，按5min，10min，20min，30min，1h，2h，3h，24h及以后每隔24h测记百分表读数，当黑棉土土样不再膨胀，百分表上显示的稳定示数作为黑棉土土样该次膨胀变形试验的膨胀变形量；

步骤S406，打开置于试验模具底板的排水阀，待不再有水流出时，等待2h后打开加热部件对黑棉土土样进行加热，保持加热温度为45℃；

步骤S407，按5min，10min，20min，30min，1h，2h，3h，24h及以后每隔24h测记百分表读数，当黑棉土土样不再收缩时，用黑棉土土样的膨胀变形量减去百分表上显示的稳定示数，相减后的结果作为黑棉土土样该次收缩变形试验的收缩变形量；

步骤S408，重复上述步骤S301至步骤S307，再对置于试样环中的黑棉土土样进行3次干湿循环下的胀缩变形，并记录测量结果。

图4示出了根据本发明的一个实施例黑棉土土样4次干湿循环下的胀缩变形的试验结果示意图，其中，该图的横坐标轴代表干湿循环的次数，纵坐标轴代表黑棉土土样的变形率，其中，变形率包括膨胀变形率和收缩变形率。具体地，膨胀变形率为黑棉土土样的膨胀变形量与黑棉土土样的制样高度的比值，收缩变形率为黑棉土土样的收缩变形量与黑棉土土样的制样高度的比值。

参见图4，黑棉土土样在吸水后具有较大膨胀量，膨胀变形率最大可达33％，失水时具有较大的收缩量，收缩变形率可达26％；黑棉土吸水膨胀和失水收缩的过程为不完全可逆，第一次干湿循环后，黑棉土土样的残余变形率达7％，其中，残余变形率为同一次干湿循环中，黑棉土土样的膨胀变形率与收缩变形率的差值；第1次干湿循环后的黑棉土土样具有较大的胀缩变形率，随着干湿循环次数的增加，黑棉土土样的胀缩变形逐步趋于稳定，第3次的干缩循环和第4次干湿循环的黑棉土土样的胀缩变形率已基本没有差别。

综上所述，采用本发明提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法及装置，可以达到如下有益效果：

本发明实施例提供的测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置，经上部透水石向放置于试样环中的土样注水进行土样膨胀试验，并通过测量部件测量土样的膨胀变形量，土样膨胀试验结束后，经加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，进行土样收缩试验，并通过测量部件测量土样的收缩变形量。本发明实施例提供的装置，在原有无荷膨胀率试验装置的基础上，增加了加热部件，通过加热部件能够对膨胀变形试验结束后的土样进行干燥失水，以进行收缩变形试验。因此，针对同一土样，本发明的装置既能够进行土样的膨胀变形量的测试试验，又能够进行土样的收缩变形量的测试试验，另外，本发明提供的装置还能够反复进行土样膨胀变形和收缩变形的试验，进而能够更加精确地评价土样的吸水膨胀性和失水收缩特性。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验装置，其特征在于，包括：

试验模具；

试样环，置于所述试验模具中，用于放置测量干湿循环胀缩变形量的土样；

上部透水石，置于所述试样环上方，用于向所述土样注水以进行土样膨胀试验；

下部透水石，置于所述试样环下方，用于排出注入所述土样的多余水分；

加热部件，置于所述试验模具外围，用于对膨胀试验后得到的膨胀土样进行加热，以使所述膨胀土样干燥失水进行土样收缩试验；

测量部件，置于所述上部透水石上方，用于测量经所述上部透水石向所述土样进行注水时所产生的土样膨胀变形量，和/或，测量经所述加热部件加热所述膨胀土样所产生的土样收缩变形量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

试模外环，置于所述试样环的上方且固定于所述试验模具的底板，以使所述土样沿所述试样环的轴向方向膨胀或收缩。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

排水阀，置于所述试验模具的底板，位于所述下部透水石下方，用于排出经所述下部透水石排出的所述土样的多余水分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热部件包括：

置于所述试验模具外围的线圈，与所述线圈连接、能够对所述线圈进行加热的电阻丝；或者

置于所述试验模具外围的线圈，与所述线圈连接、能够对所述线圈进行加热的电阻丝，以及与所述电阻丝连接的温度控制器。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述温度控制器控制的加热温度为45℃。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热部件还包括：

置于所述试验模具外围的石棉绝热体，其中，所述线圈置于所述石棉绝热体与所述试验模具外围之间。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述测量部件包括：

加载板，置于所述上部透水石上方；

加载杆，垂直放置于所述加载板上方并与所述加载板紧密连接；以及

百分表，固定于所述加载杆上，用于测量所述土样干湿循环的胀缩变形量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加载板上分布有透水孔。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述透水孔的直径为2mm；

所述透水孔为多个时，各相邻透水孔之间的距离为6mm。

10.一种测量土样干湿循环胀缩变形量的试验方法，其特征在于，包括：

制取测量干湿循环胀缩变形量的土样；

将土样置于试验模具中的试样环中；

通过置于所述试验环上方的上部透水石向所述土样进行注水操作，以进行土样膨胀试验，其中，未被所述土样吸收的多余水分经置于所述试样环下方的下部透水石排出；

利用置于所述上部透水石上方的测量部件监测所述土样在注水过程中产生的膨胀变形，直至所述膨胀变形稳定，停止注水操作，记录所述测量部件显示的稳定示数，并作为所述土样的膨胀变形量；

利用置于所述试样环外围的加热部件对膨胀试验结束后的膨胀土样进行干燥失水，以进行土样收缩试验；

利用所述测量部件继续监测所述膨胀土样在失水过程中产生的收缩变形，直至所述收缩变形稳定，停止加热操作，记录所述测量部件上显示的稳定示数，并与所述土样的膨胀变形量相减，作为所述膨胀土样的收缩变形量。