深部原狀粘土高壓入滲試驗(yàn)的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種深部原狀粘土高壓入滲試驗(yàn)的方法，從深層鉆孔原狀土中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，并將涂好真空硅脂的土柱底面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸壓力室內(nèi)的底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，并使橡皮膜緊貼于土柱，土柱頂面與三軸壓力室連通；之后安裝好三軸壓力室，將三軸壓力室充滿(mǎn)水，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)；加壓完成后，將土柱沿頂面向下均分成多段，測(cè)每段土的含水量等，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)粘土的特性進(jìn)行分析，能對(duì)土的強(qiáng)度弱面的位置、形成原因以及可固結(jié)厚度的影響因素等進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和證實(shí)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種粘土注水試驗(yàn)的方法，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
通過(guò)常規(guī)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)認(rèn)識(shí)到，深部粘土層(一般埋深大于70m)中間部分與邊緣部分(與含水層接觸)的強(qiáng)度差異增大，存在強(qiáng)度弱面和可固結(jié)厚度。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)土工試驗(yàn)對(duì)土的強(qiáng)度弱面的位置、形成原因以及可固結(jié) 厚度的影響因素等難以進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和證實(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種，該方法能對(duì)土的強(qiáng)度弱面的位置、形成原因以及可固結(jié)厚度的影響因素等進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和證實(shí)。本專(zhuān)利技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本專(zhuān)利技術(shù)的，包括步驟首先，從深層原狀土鉆孔巖芯中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，測(cè)量土柱的高度和直徑并稱(chēng)土柱重量；然后，將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，并將涂好真空硅脂的土柱底面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸壓力室內(nèi)的底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，并用手輕輕沿橡皮膜底側(cè)向上面觸摸，驅(qū)逐橡皮膜套和真空硅脂之間的少量氣泡，借助于真空硅脂的粘滯性，使橡皮膜緊貼于土柱，土柱頂面與三軸壓力室連通；之后，安裝好三軸壓力室，將三軸壓力室充滿(mǎn)水，然后與穩(wěn)壓器連通，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)，試驗(yàn)期間壓力為恒定值；加壓完成后，釋放圍壓，打開(kāi)三軸壓力室，用潮布擦去土柱頂面浮水，從底座取下土柱后去除橡皮膜，將土柱放置在玻璃板上，用濾紙擦除土柱側(cè)面和底面的真空硅脂，測(cè)量土柱高度變化，將土柱沿頂面向下均分成多段，測(cè)每段土的含水量，并利用試驗(yàn)后土柱總干土重，計(jì)算土柱滲透前的含水量；最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)粘土的特性進(jìn)行分析。由上述本專(zhuān)利技術(shù)提供的技術(shù)方案可以看出，本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中提供的，通過(guò)承壓含水體向粘土表面的入滲，能對(duì)土的強(qiáng)度弱面的位置、形成原因以及可固結(jié)厚度的影響因素等進(jìn)行更進(jìn)一步的研究和證實(shí)。附圖說(shuō)明圖Ia為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中高壓入滲試驗(yàn)的示意圖；圖Ib為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中土柱分段的示意圖2為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中土樣受力的示意圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中試樣深度與含水量變化示意圖。圖中1、土柱，2、橡皮膜，3、底座，4、橡皮筋，5、承壓水。具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本專(zhuān)利技術(shù)的，其較佳的具體實(shí)施方式包括步驟首先，從深層原狀土鉆孔巖芯中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，測(cè)量土柱的高度和直徑并稱(chēng)土柱重量；然后，將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，并將涂好真空硅脂的土柱底 面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸壓力室內(nèi)的底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，并用手輕輕沿橡皮膜底側(cè)向上面觸摸，驅(qū)逐橡皮膜套和真空硅脂之間的少量氣泡，借助于真空硅脂的粘滯性，使橡皮膜緊貼于土柱，使土柱側(cè)面和底面密封不透水。土柱頂面與三軸壓力室連通，以便高壓水入滲；之后，安裝好三軸壓力室，將三軸壓力室充滿(mǎn)水，然后與穩(wěn)壓器連通，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)，試驗(yàn)期間壓力為恒定值，承壓水可通過(guò)土柱頂面入滲；加壓完成后，釋放圍壓，打開(kāi)三軸壓力室，用潮布擦去土柱頂面浮水，從底座取下土柱后去除橡皮膜，將土柱放置在玻璃板上，用濾紙擦除土柱側(cè)面和底面的真空硅脂，測(cè)量土柱高度變化，將土柱沿頂面向下均分成多段，測(cè)每段土的含水量和干土重；并利用試驗(yàn)后土柱總干土重，計(jì)算土柱滲透前的含水量；最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)粘土的特性進(jìn)行分析。從原狀土樣中切取的土柱直徑38mm、高80mm,加壓完成后,土柱沿頂面向下均分成20mm高的4段。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)粘土的特性進(jìn)行分析包括飽和土樣不同壓力下和不同深度的含水量的變化；含水量與液性指數(shù)的關(guān)系。具體實(shí)施例I)試驗(yàn)條件本實(shí)施例的試驗(yàn)為非常規(guī)土工試驗(yàn)，主要要求是從深層原狀土鉆孔巖芯中削制規(guī)則土柱，控制土柱在壓力室內(nèi)除頂面一側(cè)外其它各面密封不透水條件下，施加設(shè)計(jì)的圍壓24小時(shí)，然后釋放圍壓將土柱取出后測(cè)量高度變化，并將土柱從端面向下分為4等份測(cè)其含水量、干土重。試驗(yàn)在英國(guó)ELE公司生產(chǎn)的三軸儀上進(jìn)行,如圖la、圖Ib所示,具體試驗(yàn)步驟如下(I)依據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程，從原狀土樣中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，土柱直徑38mm，高80mm。并稱(chēng)土柱重量。(2)將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，該材料具有良好的密封性能，配合其它措施，可以滿(mǎn)足土柱在一定水壓條件下，僅從頂端面透水。(3)將涂好真空硅脂的土柱底面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸儀底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，然后用手輕輕沿橡皮膜底側(cè)向上面觸摸，其作用是驅(qū)逐橡皮膜套和真空硅脂之間的少量氣泡，借助于真空硅脂的粘滯性，使橡皮膜緊貼于土柱，從而保證側(cè)面和底部均不直接接觸承壓水。土柱頂面與三軸壓力室連通，以便高壓水入滲。(4)安 裝好三軸壓力室，將壓力室充滿(mǎn)水，然后與穩(wěn)壓器連通，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)，試驗(yàn)所用穩(wěn)壓系統(tǒng)性能良好，試驗(yàn)期間壓力為恒定值。(5)釋放圍壓，打開(kāi)壓力室，用潮布擦去土柱頂面浮水，從底座取下土柱后去除橡皮膜，將土柱放置在玻璃板上，用濾紙擦除土柱側(cè)面和底面的真空硅脂。(6)用尺測(cè)量土柱高度變化，將土柱沿頂面向下均分成20_高的4段，測(cè)每段土的含水量。利用試驗(yàn)后土柱總干土重，計(jì)算土柱滲透前含水量。2)試樣受力分析當(dāng)土樣在壓力室內(nèi)一端(頂面)開(kāi)放其余密封并給一定圍壓后，土樣受力狀態(tài)如圖2所示，由圖2可見(jiàn)，1#為頂瑞面土樣，2#為內(nèi)部土樣，其受力情況如下1# 土樣頂面有效應(yīng)力= Cr5 —Ii1 = σ3 —σ; = 0(式 I)2# 土樣內(nèi)部有效應(yīng)力σ\ = σ-, — U2 = — u(x)(式 2 )上式中σ ’ j-1號(hào)土樣位置有效應(yīng)力；σ ’ 2——2號(hào)土樣位置有效應(yīng)力；σ 3-圍壓；u——孔隙水壓力；X——距頂面距離。由式I和式2可見(jiàn)，頂面土樣有效應(yīng)力與圍壓無(wú)關(guān)系，而在內(nèi)部經(jīng)過(guò)水頭損失，土的有效應(yīng)力與圍壓和土的性質(zhì)有關(guān)。3)試驗(yàn)結(jié)果按上述試驗(yàn)步驟完成的兩組土樣試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表I和表2。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，土柱加壓入滲后頂端表觀沒(méi)有明顯的體變現(xiàn)象，經(jīng)量測(cè)試樣高度變化均小于1_，因此，分切后每段土柱高度按20_計(jì)算。分切時(shí)，因部分土柱切面遇未完全風(fēng)化小石，切面兩側(cè)土柱的干密度和含水量測(cè)量精度受到一定影響。入滲試驗(yàn)結(jié)果表明，沿頂面向下土柱各段的含水量，有逐漸減少的趨勢(shì)。表I第一組粘土原狀樣土柱入滲試驗(yàn)結(jié)果權(quán)利要求1.一種，其特征在于，包括步驟 首先，從深層鉆孔原狀土中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，測(cè)量土柱的高度和直徑并稱(chēng)土柱重量; 然后，將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，并將涂好真空硅脂的土柱底面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸壓力室內(nèi)的底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，并用手輕輕沿橡皮膜底側(cè)向上面觸摸，驅(qū)逐橡皮膜套和真空硅脂之間的少量氣泡，借助于真空硅脂的粘滯性，使橡皮膜緊貼于土柱，土柱頂面與三軸壓力室連通； 之后，安裝好三軸壓力室，將三軸壓力室充滿(mǎn)水，然后與穩(wěn)壓器連通，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)，試驗(yàn)期間壓力為恒定值； 加壓完成后，釋放圍壓，打開(kāi)三軸壓力室，用潮布擦去土柱頂面浮水，從底座取下土柱后去除橡皮膜，將土柱放置在玻璃板上，用濾紙擦除土柱側(cè)面和底面的真空硅脂，測(cè)量土柱高度變化，將土柱沿頂面向下均分成多段，測(cè)每段本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種深部原狀粘土高壓入滲試驗(yàn)的方法，其特征在于，包括步驟：首先，從深層鉆孔原狀土中切取高壓入滲試驗(yàn)土柱，測(cè)量土柱的高度和直徑并稱(chēng)土柱重量；然后，將土柱側(cè)面和底面均勻地涂一薄層真空硅脂，并將涂好真空硅脂的土柱底面貼一同等面積的塑料薄膜，放在三軸壓力室內(nèi)的底座上，再將與土柱同等大小的桶型橡皮膜套在土柱外側(cè)，將橡皮膜底部與底座用橡皮筋扎緊，并用手輕輕沿橡皮膜底側(cè)向上面觸摸，驅(qū)逐橡皮膜套和真空硅脂之間的少量氣泡，借助于真空硅脂的粘滯性，使橡皮膜緊貼于土柱，土柱頂面與三軸壓力室連通；之后，安裝好三軸壓力室，將三軸壓力室充滿(mǎn)水，然后與穩(wěn)壓器連通，施加試驗(yàn)規(guī)定水壓24小時(shí)，試驗(yàn)期間壓力為恒定值；加壓完成后，釋放圍壓，打開(kāi)三軸壓力室，用潮布擦去土柱頂面浮水，從底座取下土柱后去除橡皮膜，將土柱放置在玻璃板上，用濾紙擦除土柱側(cè)面和底面的真空硅脂，測(cè)量土柱高度變化，將土柱沿頂面向下均分成多段，測(cè)每段土的含水量，并利用試驗(yàn)后土柱總干土重，計(jì)算土柱滲透前的含水量；最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)粘土的特性進(jìn)行分析。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許延春，劉世奇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：