[发明专利]一种勘探工程土壤膨胀率测量装置以及测量方法

权利要求书

1.一种土壤膨胀率测量装置，包括：密封基座、环刀、固定顶板以及供水槽；所述环刀设置于所述密封基座上；所述土壤试样为环形土壤试样，其与所述环刀同轴设置，其内壁与所述环刀紧密接触；所述环刀包括上半部以及下半部，所述上半部为密封结构，所述下半部沿周向均匀设置透水孔；所述环刀内部设置透水石，所述供水槽通过管路向所述环刀内部供水；所述固定顶板设置于土壤试样上方，包括环形顶板以及与环形顶板固定的可伸缩杆П形杆，所述可伸缩杆П形杆能够通过螺栓固定于所述密封基座。

2.根据权利要求1所述的土壤膨胀率测量装置，其特征在于：所述环形顶板固定时，紧贴着所述土壤试样的顶部。

3.根据权利要求2所述的土壤膨胀率测量装置，其特征在于：所述环形顶板的内径与所述土壤试样的内径相同，所述环形顶板的外径大于所述土壤试样的外径。

4.根据权利要求3所述的土壤膨胀率测量装置，其特征在于：所述环形顶板的外径大于所述土壤试样外径的1.3倍。

5.根据权利要求4所述的土壤膨胀率测量装置，其特征在于：所述土壤为膨胀土。

6.根据权利要求5所述的土壤膨胀率测量装置的测量方法，包括如下步骤：（1）准备试验用土；（2）将环刀外表面包裹塑料薄膜，通过环刀以及直径大于环刀的外环刀在密封基座上制备将试验用土制备试样；制备成的试样为环形试样，内壁与所述环刀紧密接触；（3）在环刀内表面贴附滤纸；（4）向环刀内部加入透水石；（5）调整П形杆的高度，使固定顶板与试样顶部紧密接触，通过螺栓使固定顶板固定，确定土壤试样外环的初始直径；（6）通过供水槽向环刀内部注入测试水；（7）在测试水到达环刀的底部后，向上抽拉环刀外表面包裹的塑料薄膜，使塑料薄膜的底部与试样顶部位于同一高度；（8）间隔特定时间，记录土壤试样外环的实时直径，直到试样膨胀结束。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于：还包括步骤（9）通过各个测试时间的测量值，确定土壤试样在各个测试时间的膨胀率。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述步骤（9）中，各个测试时间的土壤试样的膨胀率的计算方法为：δ＝(Vt-V0)/V0，其中V0为土壤试样的初始体积V0＝π（r₁²－r₂²）h，Vt为测试时间t时土壤试样的实时体积Vt＝π（r_t²－r₂²）h，其中r₁为土壤试样外环初始半径，r₂为土壤试样内环半径，r_t为测试时间t时土壤试样外环实时半径，h为土壤试样高度。