一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法和装置，包括如下步骤：(1)制作多个水泥掺量为7％-15％的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；(2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，分别得到水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及劣化水泥土的等效渗透系数；(3)利用贯入试验分别确定水泥土试件的劣化深度；(4)根据达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层的渗透系数；通过求解试件劣化层渗透系数进而求解出劣化水泥土试件的等效渗透系数，避免了通过渗透试验直接求解水泥土等效渗透系数中尺寸效应带来的问题。
【专利说明】一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于土木工程领域，特别涉及一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法 和装置。
【背景技术】
[0002] 水泥土是用水泥做结合料所得的混合料的一个广义名称，包括用水泥稳定的各种 细粒土、中粒土、粗粒土，适用于基坑工程中的防渗止水帷幕，各级公路的基层和底基层及 小型农田水利工程的桥、涵、闸等配套工程，还可用于大坝护坡以及道路稳定层、大型渠道 的垫层等，尤其适用于沙砾料缺乏地区。水泥土具有可就地取材，减少运输，施工方便，价格 低廉等优点。此外，水泥土还具有强度高、稳定性好、承载力高、强度可调整以及几乎各种土 都可以用水泥进行稳定的优点。然而，长期处在腐蚀场地（滨海地区和化学污染场地等） 中的水泥土等加固体将发生强度降低、渗透性增大的劣化现象，严重降低了其加固和防渗 性能。然而，目前还没有关于水泥土劣化后其劣化层渗透系数的室内确定方法。
【发明内容】
[0003] 鉴于此，本发明提出了一种腐蚀环境中水泥土劣化后其表层劣化区渗透性的测试 方法，利用可获取的未劣化水泥土的渗透系数及劣化水泥土的等效渗透系数，求解劣化层 的渗透系数，为腐蚀环境下水泥土的设计提供了技术支持。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0005] -种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，包括如下步骤，
[0006] (1)制作多个水泥掺量为7% -15%的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件 下和海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；所述的百分比皆为质量百分比；
[0007] (2)分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得标准养护条件 下的水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及海水养护条件下劣化水泥土的等效渗透系 数；
[0008] (3)利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度A;
[0009] (4)将上述的水泥土试件的未劣化区水泥土的渗透系数、劣化水泥土的等效渗透 系数和劣化深度结合达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层渗透系数。
[0010] 进一步地，步骤（2)中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数的具体测定步骤为：将 标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石， 调节压力表逐级施压，至试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳 定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力P、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根 据达西定律计算，得未劣化区水泥土的渗透系数。
[0011] 进一步地，步骤（2)中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数的具体测定步骤为：将 标准养护下的水泥土试件装入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石， 调节压力表逐级施压，至试件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳 定后，开始读数，获取此时施加的渗流压力P、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根 据达西定律计算，得劣化水泥土的等效渗透系数。
【权利要求】
1. 一种水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，包括如下步骤， (1) 制作多个水泥掺量为7% -15%的圆柱形水泥土试件，分别置于标准养护条件下和 海水养护条件下进行养护，养护时间为28-120天；所述的百分比皆为质量百分比； (2) 分别对标准养护和海水养护下的水泥土试件进行渗透试验，得标准养护条件下的 水泥土试件未劣化区水泥土的渗透系数及海水养护条件下劣化水泥土的等效渗透系数； (3) 利用贯入试验确定水泥土试件的劣化深度Λ; (4) 将上述的水泥土试件的未劣化区水泥土的渗透系数、劣化水泥土的等效渗透系数 和劣化深度结合达西定律进行计算，求得水泥土试件劣化层渗透系数。
2. 如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤（2) 中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数的具体测定步骤为：将标准养护下的水泥土试件装 入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至试 件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时 施加的渗流压力Ρ、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得未劣化 区水泥土的渗透系数。
3. 如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤（2) 中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数的具体测定步骤为：将海水养护下的水泥土试件装 入渗透系数测定装置，用黄油加水泥密封，上下各安设透水石，调节压力表逐级施压，至试 件表面有水渗出时停止加压，保持压力稳定，待滴定管内页面稳定后，开始读数，获取此时 施加的渗流压力P、时间间隔t及t时间间隔内水的渗流量V，根据达西定律计算，得劣化水 泥土的等效渗透系数。
4. 如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤（3) 中，对劣化水泥土试件和未劣化试件进行贯入试验，获取贯入阻力同贯入深度之间的关系 曲线，对劣化水泥土试件曲线强度开始发挥的后半部分，即贯入阻力随深度的增加显著增 大的部分曲线进行直线的拟合，与纵轴的交点作为劣化深度Λ。
5. 如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤（2) 中，所述的未劣化区水泥土的渗透系数根据公式& = 计算，式中：k为渗透系数；h 为渗径即试件高度；t为时间间隔；A为试件横截面积（cm2) ;V为时间间隔t渗出的流量 (mL) ;p为施加的渗透压力（MPa) ;Yw为水的重度。
6. 如权利要求1所述的水泥土劣化层渗透系数的室内测定方法，其特征在于，步骤（2) ;100K/ /? 中，所述的劣化水泥土的等效渗透系数根据公式& =pM 计算，式中：k为渗透系数；h 为渗径即试件高度；t为时间间隔；A为试件横截面积（cm2) ;V为时间间隔t渗出的流量 (mL) ;p为施加的渗透压力（MPa) ;Yw为水的重度。
7. -种水泥土试件渗透系数测试装置，包括渗流筒、水槽、气泵、滴定管，其特征在于： 渗流筒顶部通过出水管与滴定管连通，渗流筒内壁的上部设置有多个防滑卡，渗流筒内设 置有与渗流筒等径的透水石，渗流筒底部通过进水管与水槽连通，水槽的上部通过测压管 与气泵相连，测压管上设置有压力表和调节阀。
8. 如权利要求7所述测试装置，其特征在于，所述渗流筒内壁的上部等间距地设置有 三个防滑卡。
9. 如权利要求7所述测试装置，其特征在于，所述的水槽的底部的高度低于所述的渗 流筒的底端的高度。
【文档编号】G01N15/08GK104458530SQ201410717063
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】崔新壮, 侯飞, 黄丹, 汤潍泽, 楼俊杰 申请人:山东大学