CN108318661A - 干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法，一、试验准备：取膨胀性风干土样，碾碎后置于烘干至恒重后，然后取出所述膨胀性风干土样放入干燥箱内冷却至室温，制成测试土样备用；二、开展首次自由膨胀率试验；三、开展干、湿循环条件下的自由膨胀率试验；四、绘制每次的自由膨胀率与对应的干、湿循环次数的关系曲线；五、整理试验数据，研究干、湿循环条件下膨胀性风干土的膨胀性记忆特性。采取本发明特定的试验方法研究膨胀性土在干湿循环条件下的膨胀性变化特征和趋势，为膨胀性土的工程处理提供新的方法依据，为使通过人为控制干湿条件变化来处理湿陷性成为可能，为水库大坝堤防等工程的安全运行方式提供技术支撑。

Description

干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其是涉及干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法。

背景技术

膨胀土是一种遇水膨胀，失水收缩，胀缩效应十分明显的特殊粘性土。膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲。我国是膨胀土分布最广的国家之一，主要分布于我国广西、云南、四川、陕西、贵州、新疆、内蒙古、山西、湖北、河南、安徽等20多个省区。膨胀土在天然状态下常处于较为坚硬状态，但对气候和水文因素有较强的敏感性。膨胀土遇水会发生体积膨胀，失水时，体积收缩并形成收缩裂缝，膨胀土的胀缩变形对道路、建筑、管线、水利工程等产生严重的危害，而且膨胀土胀缩引起建筑物的破坏常常具有多次反复性和长期潜在的危险性，我国每年因膨胀土造成的相关经济损失估计达150亿美元以上。因此，膨胀土常被工程界称之为灾害性土。随着大规模的铁路、公路以及水利工程的建设，对膨胀土的研究已经成为当前岩土工程的重要研究方向之一。为确保膨胀土地区工程建设的安全，需要对膨胀土进行有效处治，目前的处治方法主要有换填法（将具有膨胀性的土换填为非膨胀粘性土），有物理、化学、生物技术以及利用固体废物改良法。但是这些方法不仅存在成本高的问题，尤其应用在渠道工程还会存在环保问题。基于上述研究现状，针对膨润土工程地区，研究一种经济有效的处理方法对于确保工程建设安全具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法，针对膨胀土的土质特点和工程处理的难题，结合工程实际运行条件，通过研究干湿循环条件下土的膨胀记忆特性，获取膨胀性的强弱与干湿循环次数的关系，从而找到一种更为简单、经济改善膨胀性土膨胀的方法，为工程处理提供技术支撑。

本发明所述干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法，按照下述步骤进行：

第一步、试验准备：

选取膨胀性风干土样，碾碎后置于烘干至恒重后，然后取出所述膨胀性风干土样放入干燥箱内冷却至室温，制成测试土样备用；将漏斗放置于自由膨胀率测定仪支架上，将量土杯置于所述自由膨胀率测定仪上，所述漏斗的漏口对准所述量土杯中心位置；

第二步、开展首次自由膨胀率试验：

采用常规的自由膨胀率标准试验方法，取所述测试土样通过漏斗倒入量土杯至满杯时，移开漏斗，测定所述量土杯中的测试土样质量，然后将量土杯中的测试土样倒入取土匙内；另取测试土样重复上述步骤，测定量土杯中的测试土样质量；两次测定的测试土样质量差值≦0.1g；

向50ml的量筒中注入30ml纯水，并加入5ml浓度为5%的纯氯化钠溶液，将第二步中量土杯中的测试土样倒入所述量筒内，并用搅拌器上、下搅拌各10次，然后用纯水冲洗所述搅拌器和量筒壁悬液达到50ml，静止置24h；

待量筒内悬液澄清后，每隔2h测读1次量筒内土面高度，直到相隔6h的2次土面高度读数差值≦0.2ml为止；根据量筒内所述土面高度值，计算测试土样的首次自由膨胀率；

第三步、开展干、湿循环条件下的自由膨胀率试验：

重复第二步骤，得到n次干、湿循环后的自由膨胀率，n为大于1的自然数；

第四步、绘制每次的自由膨胀率与对应的干、湿循环次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；

第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次干、湿循环后自由膨胀率满足规定要求，研究干、湿循环条件下膨胀性风干土的膨胀性记忆特性。

本发明优点在于结合工程实际运行条件，通过土样的干、湿循环模拟工程中的水位升、降周期变化，采取本发明特定的试验方法研究膨胀性土在干湿循环条件下的膨胀性变化特征和趋势，为膨胀性土的工程处理提供新的方法依据，为使通过人为控制干湿条件变化来处理湿陷性成为可能，为水库大坝堤防等工程的安全运行方式提供技术支撑。

具体实施方式

本发明所述干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法，按照下述步骤进行：

第一步、试验准备：

选取有代表性的膨胀性风干土样，碾碎后过0.5mm筛置于105~110℃下烘干至恒重后，取出所述膨胀性风干土样放入干燥箱内冷却至室温，制成测试土样备用；将无颈漏斗放置于自由膨胀率测定仪支架上，将量土杯置于所述自由膨胀率测定仪上，所述无颈漏斗的漏口对准所述量土杯中心位置并保持距离10mm；

第二步、开展首次自由膨胀率试验：

采用常规的自由膨胀率标准试验方法，取所述测试土样通过无颈漏斗倒入量土杯至满杯时，移开漏斗，用刮土刀刮去杯口多余土，测定所述量土杯中的测试土样质量，然后将量土杯中的测试土样倒入取土匙内；另取测试土样重复上述步骤，测定量土杯中的测试土样质量；两次测定的测试土样质量差值≦0.1g；

向50ml的量筒中注入30ml纯水，并加入5ml浓度为5%的纯氯化钠溶液，将第二步中量土杯中的测试土样倒入所述量筒内，并用搅拌器上、下搅拌各10次，然后用纯水冲洗所述搅拌器和量筒壁悬液达到50ml，静止置24h；

待量筒内悬液澄清后，每隔2h测读1次量筒内土面高度，直到相隔6h的2次土面高度读数差值≦0.2ml为止；根据量筒内所述土面高度值，计算测试土样的首次自由膨胀率；

第三步、开展干、湿循环条件下的自由膨胀率试验：

重复第二步骤，得到n次干、湿循环后的自由膨胀率，n为大于1的自然数；

第四步、绘制每次的自由膨胀率与对应的干、湿循环次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；

第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次干、湿循环后自由膨胀率满足规定要求，研究干、湿循环条件下膨胀性风干土的膨胀性记忆特性。

Claims (1)

1.一种干湿循环条件下土的膨胀记忆特性自由膨胀率试验方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

第一步、试验准备：

选取膨胀性风干土样，碾碎后置于烘干至恒重后，然后取出所述膨胀性风干土样放入干燥箱内冷却至室温，制成测试土样备用；将漏斗放置于自由膨胀率测定仪支架上，将量土杯置于所述自由膨胀率测定仪上，所述漏斗的漏口对准所述量土杯中心位置；

第二步、开展首次自由膨胀率试验：

采用常规的自由膨胀率标准试验方法，取所述测试土样通过漏斗倒入量土杯至满杯时，移开漏斗，测定所述量土杯中的测试土样质量，然后将量土杯中的测试土样倒入取土匙内；另取测试土样重复上述步骤，测定量土杯中的测试土样质量；两次测定的测试土样质量差值≦0.1g；

向50ml的量筒中注入30ml纯水，并加入5ml浓度为5%的纯氯化钠溶液，将第二步中量土杯中的测试土样倒入所述量筒内，并用搅拌器上、下搅拌各10次，然后用纯水冲洗所述搅拌器和量筒壁悬液达到50ml，静止置24h；

待量筒内悬液澄清后，每隔2h测读1次量筒内土面高度，直到相隔6h的2次土面高度读数差值≦0.2ml为止；根据量筒内所述土面高度值，计算测试土样的首次自由膨胀率；

第三步、开展干、湿循环条件下的自由膨胀率试验：

重复第二步骤，得到n次干、湿循环后的自由膨胀率，n为大于1的自然数；

第四步、绘制每次的自由膨胀率与对应的干、湿循环次数的关系曲线，分析确定两者之间的内在关系；

第五步、整理试验数据，分析试验结果，判断第几次干、湿循环后自由膨胀率满足规定要求，研究干、湿循环条件下膨胀性风干土的膨胀性记忆特性。