[发明专利]改进的就地检测地基胀缩特征的方法和装置

说明书

本发明涉及一种改进的就地检测地基胀缩特征的方法和装置。

本发明技术领域涉及制造对地基进行就地测试的设备和仪器。

本发明主要应用之一是，在地面上进行工程建设之前确定土的膨胀率。

为在这种应用领域中进行这样的测试，一种方法及装置已由申请人ERG以NO.2648232于1990年12月14日申请专利。在该申请中，申请人提出了上述应用的背景和好处，并描述了为此所研制的方法和装置，以及所运用的原理，本发明是针对其改进而进行的。

实际上，由于膨胀的地基特别是胀缩的土，许多工程、高度较低的民房或工业厂房会遭到损坏;人们注意到，在酸性或半酸性地区，也就是说，在非饱和土地区，上述问题往往发生在粘土质的地基上。

在法国，PHILIPPONNAT先生在巴黎对许多不规则情况作了编目索引，其它例子也在罗马尼亚（DOPESCU先生）、塞内加尔（THUREAU先生）、美国（陈先生）以及中国作了列举。

膨胀的粘土质地基会对建筑物造成严重影响。此外，这种不规则情况会随着时间的流逝非常缓慢地扩大，逐渐使工程失去稳固性。随着季节循环以及粘土质地基的收缩-膨胀周期变化，使胀缩地基最易出现的不规则现象包括错动变形、开裂及重新闭合发生。

有时，这种类型的不规则情况往往导致某些建筑物的毁坏。对膨胀土作最详尽阐述的内容是针对地基部分的，并阐述了若干结构布置，以利保护建筑物。但是，如果缺乏对地基土胀缩特征的数值的测试和了解，就不会有最佳选择，从而蒙受风险。因此，当人们确信保护地基可以避免任何风险，那么，上述做法是非常值得的。

人们可以使用对地基土进行预处理的预处理装置以及调整结构的调节装置，以及为获得地下水平衡而采用的圆形通气装置。

预先进行这些布置，费用昂贵，当缺乏这些布置时，最佳选择则往往是盲目的。

因此，必须事先预防和量化地基土的胀缩情况，从而可以就地或在实验室进行试验确定待研究的粘土质土未来的胀缩倾向。

实际上，不进行土样或就地测试是不可能了解土的胀缩状况的;对土进行反作用的机理是非常复杂的，它们是与往往非常不均匀的且非重复的内部结构相关联的。因此，人们可以根据粒级范畴将地基土加以分类，但是，不能对试验之外的特征加以量化，即对我们关心的涉及胀缩问题的每一个参数进行测试和研究，上述这些出版物包括例如非饱和土、土的吸收力，流体动力学性能及水的流动，有效应力、剪应力等。

为测试这些参数研究了各种仪器。对于一种已知参数来说，根据要测试的数值范围，确定仪器的种类。但是，要证实的是，涉及研究非饱和土的主要资料是土的吸收系数方面资料，即在降低土的吸收系数与提高地基胀缩数值之间存在关联。这种关联是识别胀缩机理和膨胀参数的关键之一。

这种地基胀缩性能已得到研究，如同前面提及的由ERG公司提交的专利申请NO.2648232中实施的情况，一种是在实验室里对样品进行称之为“土样压缩性测试”的测试，一种是利用所述仪器就地进行测试。但是，这种仪器不能以安全有效的方式进行工业化测试，实际上，这样的仪器是一些样机，用来验证方法的可行性，但具有某种使用方法的局限性。

因此，在实验室里，以几个实施例为例，最普通的方法就是由PAREZ和BACHELIER提出的方法，用伺服平衡块阻止样品的胀缩，阻止作用的压力称压缩力，毫无困难地确定稳固后的容积。

实际上，土的压缩力可以定义为，施加到土上使在饱和时不发生任何容积上的变化的压力;或者施加到土上使之在饱和之后恢复到饱和之前的初始容积的压力。

所述两种确定方法中的第一种方法，是最普通采用的方法。

但是，这些方法把土的胀缩问题视为单方向的现象，而非饱和土的胀缩的各向异性应该不局限于唯一的胀缩方向，而应该在比“土样测试计”多一个分成为三轴向腔室的仪器上进行研究。

另外，这些在实验室中进行的实验过程是漫长的，费用昂贵，而且上述实验不能实时得到答案，得到信息和作出决定都很迟，干扰工地施工。所述样品由原地运到实验室，在运输过程中，这种样品的状态已发生变化，因此，在后来的时间所测试的数值不具代表性。

这说明在实验室中进行的实验能为工地所需并能实施的很少。实际上，上述实验室中进行的实验往往用于研究和进行鉴定。采用所述仪器在地基上施工则是不可思议的。