【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非饱和土浸水崩解率测定，特别是涉及非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置及试验方法。
技术介绍
1、随着城市化建设的快速发展，南方沿海地区的城市轨道交通与地下空间开发迎来了新一轮高潮。华南沿海地带经济相对发达、人口密集，使得基坑、隧道和边坡的安全建设面临严峻的形势。华南地区多属亚热带、热带气候区，常年炎热多雨的气候条件为花岗岩、玄武岩等岩石的快速黏土化提供了必要的条件。非饱和风化残积土地层在华南省份，如福建、广东和海南等省份广泛分布，是相关地区基础建设遇到的一种常见地层。非饱和状态下的风化残积土在浸水初期易发生瞬态入渗现象，使得孔隙中的气体难以排出，从而引起孔隙气压急剧上升，进而破坏孔隙结构。非饱和风化残积土的浸水崩解现象，在工程中易造成地基软化、桩基失效、边坡失稳、隧道坍塌和基坑变形等突发工程灾害。此外，由于华南地区气候炎热，在阳光直射下，夏季暴露在大气中的土壤温度可达70℃，这种温度作用将会对土体的崩解率产生严重影响。
2、目前，已有一些学者研发了非饱和土浸水崩解特性方面的测试仪器。例如吴能森(2006)等自制了残积土崩解现象的试验装置，张抒等(2013)基于“浮筒法”研制了残积土浸水崩解仪，通过记录液面刻度分析崩解过程，然而读数过程中可能会存在液面浮动、肉眼观察误差等因素的影响，所得到的测试数据为半定量结果，难以精确、定量地测定非饱和土的浸水崩解率。并且，由于实验装置没有考虑水温对土体崩解特性的影响，从而，无法实现在特定高温条件下，对非饱和土的崩解率进行精确定量分析。
1、本专利技术的目的是提供非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置及试验方法，以解决现有技术中，无法实现非饱和土在特定高温条件下，对非饱和土的崩解率进行精确定量分析的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，包括：
4、测力计、金属网、水箱、加热板及处理模块；
5、所述水箱置于所述加热板上；所述水箱中盛有预设体积的水；所述加热板用于将所述水箱中的水加热至预设温度；
6、所述金属网，置于所述水箱的预设温度的水中，用于放置非饱和土样品；所述非饱和土样品浸入所述预设温度的水中；
7、所述测力计，用于悬挂所述金属网，并测量所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的的实时重力值；
8、所述处理模块，与所述测力计连接，用于记录所述测力计测得的所述实时重力值，并根据所述实时重力值确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率。
9、可选地，还包括：多个高清摄像机；
10、多个所述高清摄像机设置于所述水箱外并与所述处理模块连接；多个所述高清摄像机用于从不同方位实时记录所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的崩解图像。
11、可选地，多个所述高清摄像机环形等距设置于所述水箱外。
12、可选地，还包括：支架；
13、所述支架位于所述水箱的正上方；
14、所述测力计悬挂于所述支架上。
15、可选地，所述处理模块，具体包括：数据处理单元及图像处理单元；
16、所述数据处理单元，与所述测力计连接，用于记录所述测力计测得的所述实时重力值，并根据所述实时重力值确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率；
17、所述图像处理单元，与所述高清摄像机连接，用于根据所述崩解图像分析所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的崩解过程。
18、可选地，还包括：浮筒；
19、所述浮筒，设置于所述测力计与所述金属网之间，用于保持所述金属网的平衡。
20、可选地，所述浮筒的材质为硬塑料材质。
21、可选地，所述金属网为正方形的金属网；
22、所述金属网的边长为10厘米；
23、所述金属网的筛孔为正方形的筛孔；
24、所述筛孔的边长为1厘米。
25、为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
26、非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化试验方法，包括：
27、按照预设温度加热水箱中的水；
28、测量非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时重力值；
29、根据所述实时重力值，确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率。
30、可选地，根据所述实时重力值，确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率，具体包括：
31、利用公式确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率；
32、其中，dt为非饱和土样品在预设温度的水中的实时崩解率，r0为试验开始瞬间测力计测得非饱和土样品在预设温度的水中的重力值，re为金属网空载时的测力计测得的非饱和土样品在预设温度的水中的重力值，rt为崩解进行到t时刻的测力计测得的非饱和土样品在预设温度的水中的重力值。
33、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
34、本专利技术提供的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置及试验方法，通过加热板加热水箱中的水至预设温度；通过将非饱和土样品放置于预设温度的水中的金属网上，且非饱和土样品浸没于预设温度的水中；再通过测力计测量非饱和土样品在预设温度的水中的实时重力值；最后通过处理模块记录测力计测得的非饱和土样品在预设温度的水中的实时重力值，并根据该重力值定量确定非饱和土样品在预设温度的水中的实时崩解率。由于加热板能够将水箱中的水加热至预设的特定高温温度并保持，从而，实现了非饱和土在特定高温条件下的崩解率的精确定量分析。
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1.非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，包括：测力计、金属网、水箱、加热板及处理模块；
2.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，还包括：多个高清摄像机；
3.根据权利要求2所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，多个所述高清摄像机环形等距设置于所述水箱外。
4.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，还包括：支架；
5.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，所述处理模块，具体包括：数据处理单元及图像处理单元；
6.根据权利要求3所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，还包括：浮筒；
7.根据权利要求6所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，所述浮筒的材质为硬塑料材质。
8.根据权利要求6所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，所述金属网为正方形的金属网；
9.非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化试验方
10.根据权利要求9所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化试验方法，其特征在于，根据所述实时重力值，确定所述非饱和土样品在所述预设温度的水中的实时崩解率，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，包括：测力计、金属网、水箱、加热板及处理模块；
2.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，还包括：多个高清摄像机；
3.根据权利要求2所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，多个所述高清摄像机环形等距设置于所述水箱外。
4.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，还包括：支架；
5.根据权利要求1所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控一体化装置，其特征在于，所述处理模块，具体包括：数据处理单元及图像处理单元；
6.根据权利要求3所述的非饱和土浸水崩解率测定与温控...
【专利技术属性】
技术研发人员：安然，汪亦显，张振华，李娴，郭盼盼，甘世龙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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