[发明专利]粗颗粒土膨胀试验装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种粗颗粒土膨胀试验装置，包括固定架、加压杠杆、浸水槽、百分表、膨胀组件以及位移传递组件；试样的侧面积与试样的承压面积之比为0.97~1.46。本发明还提供一种粗颗粒土膨胀试验系统，包括计算机系统以及如前所述的粗颗粒土膨胀试验装置。本发明还提供一种粗颗粒土膨胀试验方法，通过如前所述的粗颗粒土膨胀试验装置实现。采用上述技术方案，本发明的粗颗粒土膨胀试验装置、系统及方法，将试样的侧面积与试样的承压面积之比设定在0.97~1.46的范围内，能够获得较为准确的膨胀率数值。

技术领域

本发明涉及一种粗颗粒土膨胀试验装置、系统及方法，属于填充土膨胀测试技术领域。

背景技术

膨胀土是一种高塑性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。粗颗粒土是指粗粒组（粒径0.075mm）的质量多于总质量50%的土。粗颗粒土一般形成于山体的表面，是山体表面的岩石经风化作用剥离山体后松散堆积混合而成，作为路基填料使用时常常称之为“山皮土”，其岩矿成分复杂，各种矿物所含比例复杂，其中如果含有膨胀岩土，在用于路基填料时，则必定会对路基产生不同程度的膨胀性破坏。

在现有的土工规范中，比如《铁路工程土工试验规程》TB10102-2010和《土工试验方法标准》GB/T50123-2019中，没有对于粗颗粒土膨胀的试验方法，仅有针对细颗粒土的。其膨胀性试验项目有：自由膨胀率试验、膨胀力试验、膨胀率试验，阳离子及蒙脱石含量试验按《铁路工程岩土化学分析规程》TB10103-2008试验。其中自由膨胀率试验适用于粒径0.5mm的土；阳离子及蒙脱石含量试验取粒径0.25mm的土；膨胀力试验、膨胀率试验适用于原状土和细粒扰动土击实试样，这些膨胀性试验都是针对于细粒土进行的。在做粗颗粒土膨胀试验时，仅在细颗粒土中筛取0.5mm及0.25mm的细颗粒进行自由膨胀率试验、阳离子及蒙脱石含量试验，结果往往细颗粒做出是强膨胀性，而实际上大部分粗颗粒不是膨胀岩，理论上不可能产生这么大的膨胀。因此这种结果不能准确反映粗颗粒土的整体的膨胀性指标。只有做粗颗粒土整体的膨胀率和膨胀力试验才能直接、准确的反映出粗颗粒土的整体的膨胀性指标。此外，在先申请中国专利文献CN210427563U公开了一种粗粒填料膨胀测试仪，该试验仪试图通过测量粗粒填料在不同的压力下的膨胀率，从而得出粗粒填料的膨胀力，但在试验过程中发现试验结果的准确率不高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种膨胀率试验结果较为准确的粗颗粒土膨胀试验装置、系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的一种粗颗粒土膨胀试验装置，包括固定架、加压杠杆、浸水槽、百分表、膨胀组件以及位移传递组件；所述固定架包括测试平台以及与所述测试平台连接用于支撑所述测试平台的多个支撑臂；所述浸水槽放置在所述测试平台上，所述膨胀组件放置在所述浸水槽内；所述位移传递组件包括两个直杆，两个所述直杆的上端连接于加压框架，两个所述直杆的下端穿过所述测试平台连接于一杠杆加压座，所述杠杆加压座与加压杠杆转动连接，加压杠杆的两端设置有平衡坨以及加压砝码；所述加压框架上设置有一穿过所述加压框架且下端与所述膨胀组件接触的联动杆，所述联动杆的上端能够与所述百分表接触；所述膨胀组件包括试模、加压上盖以及试模底板，在所述加压上盖以及试模底板上分别设置有透水孔；所述加压上盖以及试模底板将试样夹持其中；所述试样所取土样的最大颗粒的粒径小于或等于40mm；所述试样的侧面积与试样的承压面积之比为0.97~1.46。

所述试样的直径为247mm，高度为60mm~90mm。

所述试样的侧面积与试样的承压面积之比为1.46。

所述试样的直径为247mm，高度为90mm。

在所述试模的内侧壁上还涂刷有润滑油。