一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土體抗蝕性試驗(yàn)領(lǐng)域，具體一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)于綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕特性的方法并不完備，表面侵蝕(本專利所述侵蝕專指流失侵蝕以及刮風(fēng)吹蝕)試驗(yàn)多直接在現(xiàn)場(chǎng)或建立大型模型進(jìn)行，投入資金較多，并且難以同時(shí)評(píng)價(jià)土體內(nèi)部及外部的抗侵蝕特性。公知的評(píng)價(jià)土體抗侵蝕特性的方法一般為現(xiàn)場(chǎng)或模型試驗(yàn)，或者僅僅進(jìn)行內(nèi)部沖蝕的試驗(yàn)，難以綜合評(píng)價(jià)土體表面及內(nèi)部在耦合侵蝕情況下土體抗蝕特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種能夠評(píng)價(jià)土體在表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕作用以及耦合侵蝕作用下抗蝕性的綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:包括以下步驟:
[0005]I)選取并制作土樣，在土樣的內(nèi)部設(shè)置若干沿土樣軸向的孔洞；
[0006]2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量；
[0007]3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內(nèi)，對(duì)土樣的內(nèi)部進(jìn)行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量；
[0008]4)將土樣沿徑向切開，測(cè)量侵蝕后的土樣內(nèi)部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；
[0009]5)根據(jù)土樣表面侵蝕下來的土體質(zhì)量、內(nèi)部侵蝕下來的土體質(zhì)量和土樣內(nèi)部的孔洞尺寸變化，完成對(duì)土體抗蝕性的評(píng)價(jià)。
[0010]所述的步驟I)中土樣選取原狀土或擾動(dòng)土，擾動(dòng)土在制樣時(shí)等間距預(yù)埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，形成孔洞;原狀土在制樣時(shí)采用鋼針等間距穿孔，形成孔洞。
[0011]所述的孔洞直徑為1mm。
[0012]所述的土樣制作為圓柱狀或長(zhǎng)方體狀。
[0013]所述的步驟2)和步驟3)中對(duì)土樣進(jìn)行侵蝕時(shí)，將土樣放置在與土樣尺寸對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中。
[0014]所述的步驟2)中采用水流對(duì)土樣進(jìn)行表面侵蝕時(shí)，除了表面以外的面均作防水處理。
[0015]所述的步驟3)中采用水流對(duì)土樣進(jìn)行內(nèi)部侵蝕時(shí)，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理。
[0016]所述的步驟2)和步驟3)中氣流侵蝕采用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力。
[0017]所述的步驟2)和步驟3)中采用重量傳感器測(cè)量侵蝕下來的土體質(zhì)量。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法能夠評(píng)價(jià)在表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕及綜合侵蝕情況下土體的抗蝕特性，主要步驟為取樣、制樣、表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕或綜合侵蝕、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和綜合評(píng)價(jià)，目前公知的評(píng)價(jià)土體抗侵蝕特性的方法一般為現(xiàn)場(chǎng)或模型試驗(yàn)，投資極大，或者僅僅進(jìn)行內(nèi)部沖蝕的試驗(yàn)，難以綜合評(píng)價(jià)土體表面及內(nèi)部在耦合侵蝕情況下的土體抗蝕特性，本發(fā)明考慮因素全面，通過將表面侵蝕及內(nèi)部侵蝕結(jié)合在一起，使得對(duì)于綜合侵蝕情況下土體的抗侵蝕能力的評(píng)價(jià)更加真實(shí)和精細(xì)，為工程實(shí)踐提供可靠的依據(jù)。
[0019]進(jìn)一步，通過預(yù)埋若干鋼絲或者用鋼針穿孔形成孔洞，侵蝕時(shí)使水流或氣流通入孔洞，為評(píng)價(jià)土體內(nèi)部侵蝕的特性提供水流或氣流的流徑，真實(shí)模擬實(shí)際情況，提高土樣內(nèi)部侵蝕試驗(yàn)的真實(shí)性。
[0020]進(jìn)一步，土樣侵蝕過程中放置在與土樣對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，能夠有效的防止土樣在試驗(yàn)過程中坍塌，提高了試驗(yàn)的可靠性。
[0021]進(jìn)一步，采用水流侵蝕時(shí)，不侵蝕的面采用防水材料作保護(hù)處理，提高了試驗(yàn)的可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的試驗(yàn)流程圖；
[0023]圖2為長(zhǎng)方體狀土樣表面侵蝕示意圖；
[0024]圖3為長(zhǎng)方體狀土樣的鋼絲預(yù)埋示意圖；
[0025]圖4為圓柱狀土樣的鋼絲預(yù)埋示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體的實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。
[0027]參見圖1，本發(fā)明包括以下步驟:
[0028]I)選取并制作土樣，土樣選取原狀土或擾動(dòng)土，擾動(dòng)土在制樣時(shí)等間距預(yù)埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，在土樣的內(nèi)部形成若干沿土樣軸向的孔洞;原狀土在制樣時(shí)采用鋼針等間距穿孔，在土樣的內(nèi)部形成若干沿土樣軸向的孔洞;孔洞直徑為1mm，土樣制作為圓柱狀或長(zhǎng)方體狀；
[0029]2)將土樣放置在與土樣尺寸對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并采用重量傳感器測(cè)量侵蝕下來的土體質(zhì)量;采用水流對(duì)土樣進(jìn)行表面侵蝕時(shí)，除了表面以外的面均作防水處理，氣流采用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力；
[0030]3)將土樣放置在與土樣尺寸對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中，將氣流或水流通入土樣的孔洞內(nèi)，對(duì)土樣的內(nèi)部進(jìn)行侵蝕，并采用重量傳感器測(cè)量侵蝕下來的土體質(zhì)量;采用水流對(duì)土樣進(jìn)行內(nèi)部侵蝕時(shí)，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理，氣流采用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力；
[0031]4)將土樣沿徑向切開，測(cè)量侵蝕后的土樣內(nèi)部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；
[0032]5)根據(jù)土樣表面侵蝕下來的土體質(zhì)量、內(nèi)部侵蝕下來的土體質(zhì)量和土樣內(nèi)部的孔洞尺寸變化，完成對(duì)土體抗蝕性的評(píng)價(jià)。
[0033]參見圖1，本發(fā)明的主要步驟為:取樣一制樣一侵蝕(表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕或綜合侵蝕)一數(shù)據(jù)采集一數(shù)據(jù)處理一綜合評(píng)價(jià)。
[0034]取樣可取原狀土樣或擾動(dòng)土樣，參見圖3和圖4，制樣時(shí)將土樣制作為柱形或長(zhǎng)方體形狀，并在制樣過程中在試樣中間隔一定距離預(yù)埋Imm的鋼絲若干，鋼絲數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)地工況而定，對(duì)于原狀土樣則用Imm的鋼針間隔一定距離穿孔，制樣完成后將鋼絲抽出，留下Imm的孔洞，從而為評(píng)價(jià)土體內(nèi)部侵蝕的特性提供水流或氣流的流徑，氣流侵蝕可利用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，加速氣體通過上述的孔洞；當(dāng)水流侵蝕時(shí)，則在一定水頭下將水流引入預(yù)留孔洞，用于評(píng)價(jià)土體內(nèi)部的抗蝕特性，在內(nèi)部侵蝕試驗(yàn)中，應(yīng)將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面用防水材料作保護(hù)處理，上述的侵蝕過程可放置在與土體試樣對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中進(jìn)行，可以有效的方式土體試樣在試驗(yàn)過程中坍塌，對(duì)于圓柱形試樣，可對(duì)應(yīng)制作圓柱形容器，長(zhǎng)方體試樣，可制作長(zhǎng)方體容器。
[0035]參見圖2，在土體表面抗蝕評(píng)價(jià)中，對(duì)于長(zhǎng)方體土樣，可將長(zhǎng)邊所在的面朝上，其他5個(gè)面則用防水材料包裹，并且露出高邊的1/4-1/10，便于觀察表面侵蝕的情況及侵蝕發(fā)展的過程;對(duì)于圓柱形土樣則不進(jìn)行表面侵蝕試驗(yàn)。
[0036]侵蝕可單獨(dú)進(jìn)行表面侵蝕試驗(yàn)或單獨(dú)進(jìn)行內(nèi)部侵蝕試驗(yàn)，亦可兩種侵蝕方法同時(shí)進(jìn)行，用于綜合評(píng)價(jià)土體內(nèi)部及表面抵抗侵蝕的特性。
[0037]數(shù)據(jù)采集主要采集被從土樣侵蝕或剝離下來的土體重量的多少，以及預(yù)留孔洞的變化情況，重量可由重量傳感器采集完成，孔洞變化則需切開土樣人為測(cè)量后確定，數(shù)據(jù)處理則由電子計(jì)算機(jī)完成，綜合評(píng)價(jià)則由試驗(yàn)者通過所得數(shù)據(jù)及處理的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0038]本發(fā)明取樣可根據(jù)實(shí)際工況分為原狀土及擾動(dòng)土;制樣可制作為長(zhǎng)方體或圓柱形試樣，尺寸根據(jù)實(shí)際工況選取;侵蝕可單獨(dú)進(jìn)行表面侵蝕或內(nèi)部侵蝕試驗(yàn)，亦可二者同時(shí)進(jìn)行;數(shù)據(jù)采集主要為從試樣侵蝕或剝離下來的土粒重量，可由傳感器完成采集，孔洞直徑變化情況需切開試驗(yàn)，由人工量取完成采集;數(shù)據(jù)處理則由電子計(jì)算機(jī)完成;綜合評(píng)價(jià)則由試驗(yàn)人員根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明的試驗(yàn)方法主要通過取樣，并將土樣制成六面體或圓柱體試樣，并進(jìn)行土樣表面侵蝕試驗(yàn)和內(nèi)部侵蝕試驗(yàn)，利用土樣表面侵蝕結(jié)果和內(nèi)部的侵蝕結(jié)果，對(duì)土體綜合抗侵蝕特性進(jìn)行比較全面和真實(shí)的評(píng)價(jià)。
[0039]目前公知的評(píng)價(jià)土體抗侵蝕特性的方法一般為現(xiàn)場(chǎng)或模型試驗(yàn)，投資極大;或者僅僅進(jìn)行內(nèi)部沖蝕的試驗(yàn)，難以綜合評(píng)價(jià)土體表面及內(nèi)部在耦合侵蝕情況下土體抗蝕特性，本發(fā)明技術(shù)的試驗(yàn)方法，可進(jìn)行表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕及綜合侵蝕情況下評(píng)價(jià)土體的抗蝕特性，主要步驟為:取樣一制樣一侵蝕(表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕或綜合侵蝕)一數(shù)據(jù)采集一數(shù)據(jù)處理一綜合評(píng)價(jià)?？紤]因素全面，通過將表面侵蝕及內(nèi)部侵蝕結(jié)合在一起，使得對(duì)于綜合侵蝕情況下土體的抗侵蝕能力的評(píng)價(jià)更加真實(shí)和精細(xì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選取并制作土樣，在土樣的內(nèi)部設(shè)置若干沿土樣軸向的孔洞； 2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量； 3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內(nèi)，對(duì)土樣的內(nèi)部進(jìn)行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量； 4)將土樣沿徑向切開，測(cè)量侵蝕后的土樣內(nèi)部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化； 5)根據(jù)土樣表面侵蝕下來的土體質(zhì)量、內(nèi)部侵蝕下來的土體質(zhì)量和土樣內(nèi)部的孔洞尺寸變化，完成對(duì)土體抗蝕性的評(píng)價(jià)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟I)中土樣選取原狀土或擾動(dòng)土，擾動(dòng)土在制樣時(shí)等間距預(yù)埋若干鋼絲，制樣完成后將鋼絲抽出，形成孔洞;原狀土在制樣時(shí)采用鋼針等間距穿孔，形成孔洞。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的孔洞直徑為Imm04.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的土樣制作為圓柱狀或長(zhǎng)方體狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中對(duì)土樣進(jìn)行侵蝕時(shí)，將土樣放置在與土樣尺寸對(duì)應(yīng)的透明鋼化玻璃或鋼化塑料容器中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟2)中采用水流對(duì)土樣進(jìn)行表面侵蝕時(shí)，除了表面以外的面均作防水處理。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟3)中采用水流對(duì)土樣進(jìn)行內(nèi)部侵蝕時(shí)，將孔洞入口及出口所在的面露出，其他面作防水處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中氣流侵蝕采用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述的步驟2)和步驟3)中采用重量傳感器測(cè)量侵蝕下來的土體質(zhì)量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綜合評(píng)價(jià)土體抗蝕性的試驗(yàn)方法，目的在于，能夠評(píng)價(jià)土體在表面侵蝕、內(nèi)部侵蝕作用以及耦合侵蝕作用下的抗蝕性，所采用的技術(shù)方案為，包括以下步驟：1)選取并制作土樣，在土樣的內(nèi)部設(shè)置若干沿土樣軸向的孔洞；2)用氣流或水流侵蝕土樣的表面，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量；3)將氣流或水流通入土樣的孔洞內(nèi)，對(duì)土樣的內(nèi)部進(jìn)行侵蝕，并記錄侵蝕下來的土體質(zhì)量；4)將土樣沿徑向切開，測(cè)量侵蝕后的土樣內(nèi)部的孔洞尺寸，并記錄孔洞的尺寸變化；5)根據(jù)土樣表面侵蝕下來的土體質(zhì)量、內(nèi)部侵蝕下來的土體質(zhì)量和土樣內(nèi)部的孔洞尺寸變化，完成對(duì)土體抗蝕性的評(píng)價(jià)。
【IPC分類】G01N17/00
【公開號(hào)】CN105547973
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510937122
【發(fā)明人】趙高文, 石美, 馬小莉, 韋鋒, 鮑亮亮
【申請(qǐng)人】榆林學(xué)院
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日