一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置专利检索-地球科学地球科学专利检索查询-专利查询网

一种基于 滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置

阅读：339发布：2020-05-18

专利汇可以提供一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，包括取土管、套管、测量管、滤纸插入装置、小型切土刀、滤纸隔离装置。所述取土管和测量管内嵌在套管中，所述套管的上端设有橡胶圈，并在中部偏上设有半环状开口。将滤纸放置在所述滤纸插入装置，并插入所述套管半环状开口中，抽走滤纸插入装置，推动测量管使土样与土样紧贴，一段时间滤纸与土的水汽平衡后，取出滤纸，测量其含水率，根据滤纸的含水率和吸力曲线，推算土中吸力。，下面是一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，包括取土管、套管、测量管、滤纸插入装置、小型切土刀、滤纸隔离装置；所述取土管和测量管内嵌在套管中，套管可相对嵌在其内的测量管和取土管转动，所述测量管上部可以固定连接在钻杆上。
2.根据权利要求1所述的一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，其特征在于：所述取土管为不锈钢制圆管，底部为楔型，上部带有凸出卡环，嵌套在所述套管中。
3.根据权利要求1所述的一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，其特征在于：所述测量管为钢制圆管或铝制管，上部设有橡胶圈，插在所述套管中，并可以在所述套管中抽插移动。
4.根据权利要求1所述的一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，其特征在于：所述套管为钢制管或硬质有机玻璃管，底部为楔型，上部通过螺栓与测量管固定连接，套管中部设有两个贯通的矩形孔，矩形孔上部2cm处开有半环状开口，开口厚度为5mm。

说明书全文

一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置，属于岩土工程技术领域。

背景技术

[0002] 非饱和土中吸力的大小是影响非饱和土性质的重要因素，吸力的变化直接影响土的渗透和力学等性质。非饱和土的总吸力包括基质吸力和渗透吸力两部分。准确量测非饱和土中的吸力是研究非饱和土的重要部分。目前非饱和土吸力的测量方法主要有滤纸法、热电偶干湿计法、张力计法等。滤纸法由于成本低，吸力测量范围大等优点，并具备测量基质吸力和总吸力的功能，而被广泛应用，其原理是：滤纸能够同具有一定吸力的土通过水汽交换达到平衡，根据标定的滤纸的吸力和含水率的关系曲线，可以推算出吸力。

[0003] 目前，由于没有利用滤纸法测量土体吸力的设备，因此利用该方法进行的实验均为室内。然而，无论是取原状土运输到实验室进行测试，还是用重塑土进行测试，土样在进行测试前均无法避免较大的人为扰动，进而影响了土体中吸力的测量，进而使得所测结果较难反映现场土体的真正吸力值。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种基于滤纸法的非饱和土体吸力现场测量装置，测试场地的不同，可以实现室内测量和现场测量，不仅可以测量非饱和土的总吸力，还可以测量基质吸力。

[0005] 本发明采取的技术方案为：

[0006] 一种基于滤纸法的非饱和土吸力测量装置，包括取土管、套管、测量管、滤纸插入装置、小型切土刀、滤纸隔离装置；所述取土管和测量管内嵌在套管中，所述套管的上端设有橡胶圈，并在中部偏上设有半环状开口，将滤纸放置在所述滤纸插入装置，并插入所述套管半环状开口中，抽走滤纸插入装置，推动测量管使土样与土样紧贴，一段时间滤纸与土的水汽平衡后，取出滤纸，测量其含水率，根据滤纸的含水率和吸力曲线，推算土中吸力。

[0007] 进一步的，所述取土管为不锈钢制圆管，底部为楔型，上部带有凸出卡环，嵌套在所述套管中。

[0008] 进一步的，所述测量管为钢制圆管或铝制管，上部设有橡胶圈，插在所述套管中，并可以在所述套管中抽插移动。

[0009] 进一步的，所述测量管上部可以固定连接在钻杆上。

[0010] 进一步的，所述套管为钢制管或硬质有机玻璃管，底部为楔型，上部通过螺栓与测量管固定连接。

[0011] 进一步的，所述套管中部设有两个贯通的矩形孔，矩形孔上部2cm处开有半环状开口，开口厚度为5mm。

[0012] 进一步的，所述套管可相对嵌在其内的测量管和取土管转动。

[0013] 进一步的，所述滤纸插入装置为叉型结构，内设有卡槽。

[0014] 进一步的，所述小型切土刀为高强度不锈钢刀片，厚度为2mm，可插入所述套管中部贯穿的矩形孔中并固定。

[0015] 进一步的，滤纸隔离装置为带孔圆盘，材质为有机玻璃或是硬质塑料，厚度为4mm，可以通过所述套管的上部开口平放入测量管中。

[0016] 一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量方法，用钻孔器在试验区钻出一定深度的孔洞，然后将所述基于滤纸法非饱和土吸力现场测量装置固定在钻杆上，向下挤压钻杆将所述现场测量装置压入土中，提升钻杆，并将现场测量装置取到地表或是开口处露出地表，插入小型切土刀并旋转套管，剪切土样，然后将剪裁并处理好的三张滤纸，用镊子放入测量管中并压紧滤纸，并将装置插入洞中，或运输到实验室，一段时间后，滤纸与周围的土体的水汽交换平衡后，取出测量装置，并从中去取出滤纸，进行称量测算。

[0017] 本发明一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置，的有益之处是：

[0018] （1）本发明可以替代部分原状土取土器的功能，实现取土后即测量，减少外界因素对土体的扰动；

[0019] （2）本发明中测量管和取土管嵌套在套管中，并在测量管上部设有橡胶圈，整个取土与测量过程都是在相对密闭环境中进行，保证了原状土的水分特征；

[0020] （3）通过在套管上贯通的小矩形孔中插入小型切土刀，并旋转套筒完成对原状土的切割和土样制备，将土体与外部设备接触的面积降到最小，有效避免原状土被扰动；

[0021] （4）测量管在套管中可以进行抽插运动，通过抽插可以压紧滤纸，从而避免因滤纸与土体贴合不好导致的吸力测量误差；

[0022] （5）滤纸的放入过程中是通过滤纸插入装置放入，避免滤纸放入过程中的褶皱现象；

[0023] （6）可通过放入滤纸隔离装置实现对原状土的基质吸力的测量；

[0024] （7）本发明结构简单，易于操作，从取土到测量连续操作，简单易用，且制造成本低，适合推广应用。附图说明

[0025] 图1非饱和土吸力测量装置剖面结构示意图。

[0026] 图2非饱和土吸力测量装置左、右侧视图。

[0027] 图3滤纸插入装置结构示意图。

[0028] 图4滤纸隔离装置示意图。

[0029] 图5非饱和土吸力测量装置测量方法示意图。

[0030] 图中：1—取土管，2—测量管，3—套管，31--半圆形环状开口，32—贯穿孔，33-橡胶圈，34—螺栓，4—滤纸插入装置，5—小型切土刀，6—滤纸隔离装置，7—原状土样，8—滤纸，9—密封胶带。

具体实施方式

[0031] 如图3所示，一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置，包括取土管1、测量管2、套管3、滤纸插入装置4、小型切土刀5和滤纸隔离装置6。取土管1和测量管2内嵌在套管3中，套管3上部内侧设有橡胶圈33，橡胶圈33与测量管2紧密连接；套管3顶部通过螺栓34与测量管2固定连接，套管3中间内部设有卡槽，套管3卡槽上部开有直径为长1cm高3mm的贯穿矩形孔32，矩形孔32上部2cm处，开有半圆形环状开孔31；拆除螺栓34，套管3与取土管1、测量管2可以相对转动，且测量管2可以在套管3中实现抽插活塞运动。

[0032] 首先用钻孔器在试验场地钻一孔洞，深度为设计测量试验深度，然后提升钻孔器，并将钻杆与非饱和土吸力测量装置的上部固定连接，将非饱和吸力测量装置放入孔中，并静压或旋转，将非饱和吸力测量装置压入试验土层中，缓慢提升非饱和土吸力测量装置至地表或开口处露出地表，完成取土工作。将硬质小型切土刀5插入套管3中部贯穿矩形孔32中，并固定牢固，取下螺栓34，旋转套管3一圈以实现对测量管2中土样7的切割，上拔测量管2至套管3上部半圆形环状开口31上部，将装有滤纸的滤纸插入装置4，插入到半圆形环状开口31中，并向下轻推测量管3，使得测量管3压在滤纸插入装置4上，轻轻拔出滤纸插入装置
10，并将滤纸8留在测量管3中，向下推挤测量管2，并拔出小型切土刀5，用胶带9密封套管3中部的贯穿矩形小孔32，进一步推挤测量管2，使得滤纸紧贴在取土管1内的土体7上，随后用胶带9将套管3上部半圆形环状开口31密封；根据试验设计，将测量装置取土管1下部密封带回实验室或直接将测量装置埋入孔中，待一个星期后，滤纸与土的水汽平衡后，打开套管，迅速取出滤纸进行量测其含水率，根据率定的含水率与吸力关系曲线推算非饱和土的基质吸力。

[0033] 或者在上述步骤，向非饱和土吸力测量装置中插入滤纸前，先将所述滤纸隔离装置6插入套管3上部半圆形环状开口31中，然后另取一块滤纸隔离装置6并使其底部与滤纸相连，一同放入滤纸插入装置4中，并将滤纸插入装置4插入到半圆形环状开口31中，并向下轻推测量管3，使得测量管3压在滤纸隔离装置6上，轻轻拔出滤纸插入装置4，并将滤纸8及滤纸隔离装置6留在测量管3中，向下推挤测量管2，并拔出小型切土刀5，用胶带密封套管3中部的贯穿矩形孔32，进一步推挤测量管2，使得滤纸紧压在放入测量管2中的滤纸隔离装置6上，随后用胶带将套管3上部半圆形环状开口31密封；根据试验设计，将测量装置取土管1下部密封带回实验室或直接将测量装置埋入孔中，待一个星期后，滤纸与土的水汽平衡后，打开套管3，迅速取出滤纸进行量测其含水率，根据率定的含水率与吸力关系曲线推算非饱和土的总吸力。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种超长岩心高光谱图像三维扫描装置及其测量方法	2020-05-08	508
基于p-stable局部敏感哈希检索数据样式的多点地质统计建模方法	2020-05-13	160
一种从页岩中分离石英颗粒的方法	2020-05-17	655
一种基于电磁场垂直分量的电阻率测量方法	2020-05-14	833
一种分层注聚器的流速控制装置及同心步进分层注聚器	2020-05-11	677
一种用于地质学的岩石渗透率测定装置	2020-05-13	388
一种基于磁致伸缩光纤传感器的相对介电常数测量仪	2020-05-17	248
反射法地震探査方法及び反射法地震探査システム	2020-05-17	148
一种沉积模拟实验用多功能测量尺	2020-05-15	505
海底下地層の探査方法	2020-05-14	923

一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置

一种基于滤纸法的非饱和土吸力现场测量装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：