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    重庆时时彩gt娱乐平台: 利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610075260.4

    申请日:

    2016.02.03

    公开号:

    CN105606514A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 15/08申请公布日:20160525|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 15/08申请日:20160203|||公开
    IPC分类号: G01N15/08; G01N25/00 主分类号: G01N15/08
    申请人: 中交第一公路勘察设计研究院有限公司
    发明人: 刘军勇; 张留俊; 谷志文; 尹利华; 张发如; 寇博; 沈鹏
    地址: 710075 陕西省西安市高新技术开发区科技二路63号
    优先权:
    专利代理机构: 西安新思维专利商标事务所有限公司 61114 代理人: 黄秦芳
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610075260.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.07.31|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法。盐渍土地区道路研究的冻融循环以及水盐迁移的室内模拟试验方法目前鲜有报道。本发明利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验,试样成型采用圆筒内分层填筑土样,人工夯捣压实;通过上端可调温设备和下端可调温设备预设温度梯度、单次循环时间和循环次数;冻融循环过程中在圆筒上端试样顶部放置略小于圆筒内径的玻璃板或其他平板,在其上直径方向两端放置百分表测量冻融循环过程中土体的冻胀量和融沉量;结束后,分层取样测定含水率和含盐量,绘制水盐迁移曲线。本发明试验装置简单,试验过程中热量损耗减小,大大加快了升温或降温速率,用途广泛。

    权利要求书

    1.利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法,其特征在于:
    由以下步骤实现:
    (1)在两端独立控温的圆筒装置中装填试样,装填试样时,首先在试筒的底部铺10cm
    的中砂反滤层,采用人工击实,然后在反滤层上装填土样,土样在击实的过程中层与层之间
    做拉毛处理;
    (2)土样分层装填,每层厚h,按照下式计算每层土样质量;用重锤击实,根据击实厚度
    控制土样的压实度;
    (1)
    (2)
    (3)
    (4)
    式中:
    w—土样的最佳含水率;
    —土样的干密度;—土样的最大干密度;
    D%—土样规定的压实度;
    —土样的湿密度;
    m—每层土样质量
    R—圆筒内径;
    h—每层填土高度;
    (3)为避免土样装填击实过程中对圆筒传感器预留孔内的传感器造成损坏,温度或水
    分传感器采用预留孔后埋入的方式,即:预留孔内预先插入直径相当的表面光滑的金属棒
    或钢筋,待土样填筑压实后拔出金属棒,同时插入温度或水分传感器;
    (4)盛水器皿内加卤水,水面至圆筒进水口预留孔以上2cm,实验过程维持盛水器皿中
    水位不变;
    (5)冻融循环实验开始前,在圆筒上端试样顶部放置略小于圆筒内径的玻璃板或其他
    刚性平板,在其上直径方向两端放置百分表测量冻融循环过程中土体的冻胀量和融沉量;
    (6)冻融循环实验过程中采用温度传感器监测土样的温度变化,通过圆筒上端和下端
    可调温设备使土体温度达到需要的温度梯度;
    (7)冻融循环过程中,通过圆筒上端放置的百分表读取土体的冻胀量和融沉量,一次冻
    融循环实验应至少观测两次百分表读数;
    (8)冻融循环实验结束后或实验达到预设的周期,取每层土进行含水率与含盐量测定,
    绘制含水率、含盐量与高度关系曲线,即水盐迁移曲线。
    2.根据权利要求1所述的利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法,其
    特征在于:
    所述两端独立控温的圆筒装置具有如下结构:
    包括置于盛水器皿(6)中的大口径的圆筒(2),圆筒(2)筒壁自上而下设置若干传感器
    预留孔(4),圆筒(2)底缘环周设置有若干进水口预留孔(5);
    圆筒(2)内壁上下两端均环周设置有缠绕型的铜管(1),上下铜管(1)通过连接导管(9)
    分别与圆筒(2)外部的上端可调温设备(8)和下端可调温设备(7)连接;
    圆筒(2)为亚克力材质,高1.0~2.0m,外径30~65cm,内径28.4~63.4cm,壁厚1.6cm;
    圆筒(2)筒壁的传感器预留孔(4)上下间隔为15cm,直径为1cm;
    圆筒(2)底缘的进水口预留孔(5)间隔为2cm,直径为5mm;
    圆筒(2)内壁上下两端的铜管(1)直径为0.8cm,上端铜管(1)距圆筒(2)筒体上端面
    15cm,高度20cm,下端铜管(1)距圆筒(2)筒体下端面15cm,高度10cm;
    圆筒(2)筒体外环套有保温棉(3)。

    说明书

    利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法

    技术领域

    本发明涉及一种水盐迁移实验方法,具体涉及一种利用两端独立控温的圆筒装置
    进行水盐迁移实验的方法。

    背景技术

    在我国,盐渍土主要集中分布在西北内陆干旱地区,如新疆、青海、甘肃等省,且盐
    渍化程度较高。在这些地区修建的铁路和公路工程,路基不可避免地发生次生盐渍化,在昼
    夜温差大和季节性温差较大的极端环境下,次生盐渍化路基易发生冻胀、盐胀和溶陷病害,
    从而导致道路路基的破坏。

    目前,我国对盐渍土地区道路研究处于起步阶段,未见相关规范和标准针对上述
    情况提出冻融循环和水盐迁移的室内模拟试验装置和实验方法。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方
    法,可有效地模拟盐渍土地区路基冻融循环过程和水盐迁移过程。

    本发明所采用的技术方案为:

    利用两端独立控温的圆筒装置进行水盐迁移实验的方法,其特征在于:

    由以下步骤实现:

    (1)在两端独立控温的圆筒装置中装填试样,装填试样时,首先在试筒的底部铺10cm
    的中砂反滤层,采用人工击实,然后在反滤层上装填土样,土样在击实的过程中层与层之间
    做拉毛处理;

    (2)土样分层装填,每层厚h,按照下式计算每层土样质量;用重锤击实,根据击实厚度
    控制土样的压实度;

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

    式中:

    w—土样的最佳含水率;

    —土样的干密度;—土样的最大干密度;

    D%—土样规定的压实度;

    —土样的湿密度;

    m—每层土样质量

    R—圆筒内径;

    h—每层填土高度;

    (3)为避免土样装填击实过程中对圆筒传感器预留孔内的传感器造成损坏,温度或水
    分传感器采用预留孔后埋入的方式,即:预留孔内预先插入直径相当的表面光滑的金属棒
    或钢筋,待土样填筑压实后拔出金属棒,同时插入温度或水分传感器;

    (4)盛水器皿内加卤水,水面至圆筒进水口预留孔以上2cm,实验过程维持盛水器皿中
    水位不变;

    (5)冻融循环实验开始前,在圆筒上端试样顶部放置略小于圆筒内径的玻璃板或其他
    刚性平板,在其上直径方向两端放置百分表测量冻融循环过程中土体的冻胀量和融沉量;

    (6)冻融循环实验过程中采用温度传感器监测土样的温度变化,通过圆筒上端和下端
    可调温设备使土体温度达到需要的温度梯度;

    (7)冻融循环过程中,通过圆筒上端放置的百分表读取土体的冻胀量和融沉量,一次冻
    融循环实验应至少观测两次百分表读数;

    (8)冻融循环实验结束后或实验达到预设的周期,取每层土进行含水率与含盐量测定,
    绘制含水率、含盐量与高度关系曲线,即水盐迁移曲线。

    所述两端独立控温的圆筒装置具有如下结构:

    包括置于盛水器皿中的大口径的圆筒,圆筒筒壁自上而下设置若干传感器预留孔,圆
    筒底缘环周设置有若干进水口预留孔;

    圆筒内壁上下两端均环周设置有缠绕型的铜管,上下铜管通过连接导管分别与圆筒外
    部的上端可调温设备和下端可调温设备连接;

    圆筒为亚克力材质,高1.0~2.0m,外径30~65cm,内径28.4~63.4cm,壁厚1.6cm;

    圆筒筒壁的传感器预留孔上下间隔为15cm,直径为1cm;

    圆筒底缘的进水口预留孔间隔为2cm,直径为5mm;

    圆筒内壁上下两端的铜管直径为0.8cm,上端铜管距圆筒筒体上端面15cm,高度20cm,
    下端铜管距圆筒筒体下端面15cm,高度10cm;

    圆筒筒体外环套有保温棉。

    本发明具有以下优点:

    所用的试筒直径和高度较大,有效地扩大了所装土样的粒度范围,可满足不同道
    路填料粒径的需要。

    ②亚克力有机玻璃的热传导系数为0.2W/(m·℃),而铜管的热传导系数为379.14
    (m·℃),相当于有机玻璃的2000倍。所以,亚克力圆管起到了有效地保温作用,铜管中的高
    低温能量可全部传递给圆筒内的土体或其他填充物,试验过程中热量损耗大大减小了。

    ③利用圆筒内壁缠铜管进行温度控制,大大加快了升温或降温速率。根据试验验
    证,7小时内试筒内土体的降温幅度可达到20度左右。

    ④温度梯度可调幅度大。通过圆筒上端可调温设备和下端可调温设备,可以实现-
    40℃~100℃范围内多种温度梯度(温度?。?,可以模拟多种极端温度环境下的冻融循环实
    验和水盐迁移实验。

    ⑤装置上部可敞口,模拟大气蒸发过程;盛水可模拟降雨入渗试验。

    附图说明

    图1为本发明试验装置结构图。

    图中,1—铜管,2—圆筒,3—保温棉,4—传感器预留孔,5—进水口预留孔,6—盛
    水器皿,7—下端可调温设备,8—上端可调温设备,9—连接导管。

    具体实施方式

    下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

    本发明涉及的水盐迁移实验方法,是基于两端独立控温的圆筒装置进行的,该装
    置可有效地同时模拟盐渍土地区路基冻融循环过程和水盐迁移过程,试验装置简单。

    上述两端独立控温的圆筒装置包括置于盛水器皿6中的大口径的圆筒2,圆筒2筒
    体外环套有保温棉3。圆筒2筒壁自上而下设置若干传感器预留孔4,圆筒2底缘环周设置有
    若干进水口预留孔5。圆筒2内壁上下两端均环周设置有缠绕型的铜管1,上下铜管1通过连
    接导管9分别与圆筒2外部的上端可调温设备8和下端可调温设备7连接。

    圆筒2为亚克力材质,高1.0~2.0m,外径30~65cm,内径28.4~63.4cm,壁厚
    1.6cm。圆筒2筒壁的传感器预留孔4上下间隔为15cm,直径为1cm。圆筒2底缘的进水口预留
    孔5间隔为2cm,直径为5mm。

    圆筒2内壁上下两端的铜管1直径为0.8cm,上端铜管1距圆筒2筒体上端面15cm,高
    度20cm,下端铜管1距圆筒2筒体下端面15cm,高度10cm。利用圆筒2内壁缠绕铜管1进行温度
    控制,大大加快了升温或降温速率。

    上述装置主要模拟路基冻融循环作用下的水盐迁移,考虑路基顶面的蒸发作用。
    土样为砂砾,取自青海省格尔木市昆仑山砂石料场。砂砾初始含盐量0.542%,所含盐分为氯
    盐。实验时,需要制备高80cm的试样。制备时将试样共分16层,每层土样高为5cm。按照要求
    击实度94%和最佳含水率8.5%,计算各层土样质量。每层装填土样质量计算方法如下:

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

    式中:

    w为土样的最佳含水率;

    与土样的干重与最大干重度为土样湿重度;

    M为每层土样质量;

    R为试筒内半径,试筒内径为26.8cm;

    h为每层土样高度5cm。

    为避免每次试验所用土样级配的离散型,土样提前进行筛分,试验时按照天然级
    配进行配制。每一粒径范围内所需的土样质量,按照表1中比例计算。

    表1每层土样质量配比与需水量


    试样按照16层配备完成后,将所有的土样放在一定的容器中,共同拌合,并放在室内静
    置24h,使得水分和盐分完全均匀分布。24h后进行装料和击实,进行冻融循环实验和水盐迁
    移试验。

    为避免土样装填击实过程中对圆筒传感器预留孔内的温度传感器造成损坏,温度
    传感器采用预留孔后埋入的方式,即:预留孔内预先插入直径相当的表面光滑的金属棒或
    钢筋,待土样填筑压实后拔出金属棒,同时插入温度传感器。

    盛水器皿内加卤水,水面至圆筒进水口预留孔以上2cm,实验过程维持盛水器皿中
    水位不变。

    冻融循环实验开始前,在圆筒上端试样顶部直径方向两端放置百分表测量冻融循
    环过程中土体的冻胀量和融沉量。此实施方式中,土样顶部不放置玻璃板的目的是模拟路
    基顶部蒸发作用。

    冻融循环实验过程中采用温度传感器监测土样的温度变化,通过圆筒上端和下端
    可调温设备使土体温度达到需要的温度梯度。

    冻融循环过程中,通过圆筒上端放置的百分表读取土体的冻胀量和融沉量,一次
    冻融循环实验应至少观测两次百分表读数,百分表读数即为冻胀量(读数增大值)或融沉量
    (读数减小值)。

    冻融循环实验结束后或实验达到预设的周期,取每层土进行含水率与含盐量测
    定,盐分和水分含量测定:采用《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)质量法和烘干法。土样
    含水率和含盐量在其高度上的分布情况即为水盐迁移特征。

    具体实施例:

    冻融循环实验采用表2所述的冻融循环温度,拟定冻融循环14天为一个周期(冻和融分
    别为7天),冻融循环周期(循环次数)拟为1次、2次、3次、5次。实验结果见表3、表4和表5。





    本发明的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书
    而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。

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    利用 两端 独立 圆筒 装置 进行 迁移 实验 方法
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