一种用于土层湿陷性判定的测试装置及其测试方法

摘要

本发明提供一种用于土层湿陷性判定的测试装置及其测试方法，所述测试装置包括从锥形探头开始依次连接的外套筒、推进杆及数据处理器，锥形探头内包含有土壤水分探测器及应力传感器，土壤水分探测器包括负载电阻和水分传感器，用于探测土体内的含水量，应力传感器包括应变片和顶柱，用于测量锥形探头的贯入阻力；该测试装置内还有注水装置用于测试土体强度时模拟临界含水量。本发明体积小、操作简单、能用于对黄土湿陷性进行初判，该测试装置能够在现场土层不开挖取样情况下，初步确定湿陷性与非湿陷性土层的分界面及湿陷土层厚度，以此确定湿陷性土层下限深度，进而确定勘察时探井的取样深度；对于大面积的土性调查，优越性尤其明显。

主权项

一种根据用于土层湿陷性判定的测试装置来判定土层湿陷性的测试方法，其特征在于，所述用于土层湿陷性判定的测试装置包括从锥形探头(16)开始依次连接的外套筒(12)、推进杆(10)及数据处理器(8)，所述锥形探头(16)内包含有土壤水分探测器及应力传感器，土壤水分探测器包括水分传感器(1)和负载电阻(2)，应力传感器包括电阻应变片(3)和顶柱(4)，所述的数据处理器(8)中包含信息输入装置及信息输出装置，数据处理器(8)采用电缆(6)穿过推进杆(10)连接至锥形探头(16)，并通过分线器(5)将电缆(6)内导线分出连接至锥形探头(16)用于采集电子信号，所述的测试装置内还有注水装置，该注水装置包括注水开关(9)、输水通道(7)和注水环，所述注水环包括带孔隔板(13)、砂砾(14)和出水孔(15)，位于锥形探头(16)与外套筒(12)连接处的圆筒外壁分布出水孔(15)；所述输水通道(7)分两部分，一部分为环形输水通道，另一部分为输水管，其中环形输水通道位于外套筒(12)内并靠近外套筒(12)的筒壁，环形输水通道与外套筒(12)共用轴线，输水管位于推进杆(10)内并与环形输水通道相连接，该连接处有密封垫圈套(11)，输水管的进水口上有注水开关(9)，打开注水开关(9)后，水流通过输水管进入环形输水通道，再通过注水环的出水孔(15)进入土壤中；所述测试方法包括如下测试判定步骤：1)对测试装置顶部施加一个力，将锥形探头(16)匀速压入土中，测得某一深度处土的贯入阻力，推算该处土的强度，其中，所述贯入阻力与土体抗剪强度关系如下：τ＝aR‑b；其中，R表示仪器贯入读数；a、b分别表示地区经验系数；不排水抗剪强度τ与土体极限承载力q_u存在如下关系τ＝q_u/c，所述c为系数，2＜c＜3，天然状态土体强度与锥形探头(16)的圆锥体底面积关系为：P＝q_u·S；2)开启注水开关，加水使锥形探头(16)所在位置土层至饱和后测该处的饱和土体强度；以及，3)通过比较土体浸水前后强度的变化，判定土层的湿陷性。