CN103344747A - 一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法 - Google Patents

一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，该方法利用了GDS非饱和土三轴仪，包括如下步骤：a.试样放置在GDS非饱和土三轴仪的试样放置室内，从位于试样放置室底端的进水管向试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳从位于试样放置室顶端的反压管路排出；b.通过反压管路向试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳通过试样从进水管排出；c.通过反压控制器从反压管路向试样放置室内通一定量水，水通过试样从进水管排出；d.通过反压控制器从进水管向试样放置室内通一定量水，水通过试样从反压管路排出；e.对试样进行反压饱和。本发明不但缩短了粉质粘土饱和实验所用时间，而且避免了无气水中进入空气使饱和效果更好。

Description

一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法
技术领域
本发明涉及土样饱和的方法技术领域，尤其是一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法。
背景技术
目前在土工试验中常用的饱和方法就是水头饱和、抽真空饱和、二氧化碳饱和和反压饱和。其中反压饱和作为饱和试样的一种辅助手段在粘土饱和和粉质粘土饱和过程中尤为重要。土工三轴压缩试验制样后的第一步就是对试样进行饱和，对于砂土可以采用二氧化碳饱和，效果较好，对于纯粘土可以采用抽真空饱和。
但是对于黄土这种结构松散的特殊粉质粘土，整个饱和过程持续时间很长且饱和度不是很理想，对干密度较大的原状样可以采用抽真空饱和，对于干密度较小的原状样只能采用二氧化碳饱和和反压饱和结合的饱和方法进行饱和，但是对于重塑样，抽真空饱和会在抽气后的饱水过程中让土样发生溃散，二氧化碳饱和的效果也不是很好，饱和之后饱和度仍然达不到95%以上，必须进行反压饱和以达到饱和状态。试验中采用英国生产的GDS非饱和土三轴仪对土样进行反压饱和，
但是目前的反压饱和过程就是先通二氧化碳然后进行反压饱和，整个过程需要持续36h左右，试验中使用的反压饱和途径就是根据反压控制器设定预压之后直接向土样的顶部进行反压饱和，耗费时间较长。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，不但缩短了粉质粘土饱和实验所用时间，而且避免了无气水中进入空气使饱和效果更好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： 
一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，该方法利用了GDS非饱和土三轴仪，包括如下步骤：
a. 试样放置在所述GDS非饱和土三轴仪的试样放置室内，从位于所述试样放置室底端的进水管向所述试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳从位于所述试样放置室顶端的反压管路排出；
b.通过所述反压管路向所述试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳通过所述试样从所述进水管排出；
c.通过反压控制器从所述反压管路向所述试样放置室内通一定量水，水通过所述试样从所述进水管排出；
d. 通过反压控制器从所述进水管向所述试样放置室内通一定量水，水通过所述试样从所述反压管路排出；
e.对试样进行反压饱和。
进一步地，所述步骤a向所述试样放置室内部通90分钟二氧化碳后停止。
进一步地，所述步骤b向所述试样放置室内部通30分钟二氧化碳后停止。
进一步地，在所述步骤a之前首先对所述试样施加20kPa的围压，然后再在液态二氧化碳气瓶上设置15kPa的气压，利用液态二氧化碳气瓶向所述试样放置室内部通二氧化碳。
进一步地，所述步骤c和所述步骤d均在排出50至100毫升水后停止。
进一步地，所述步骤c和所述步骤d的围压设置为30kPa，反压设置为25kPa。
进一步地，所述水为通过煮沸蒸馏水获取的无气水。
进一步地，所述步骤e围压设置为240kPa，反压设置为220kPa，饱和时间为8小时。
本发明一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，通过二氧化碳饱和、反压力控制器过水饱和和反压饱和相结合的综合饱和方式对粉质粘土重塑样进行饱和，试验结果证明饱和效果较好，而且花费的试验时间较短。同时可以保证在饱和过程中，无气水一直处于封闭状态，不易让空气溶入水中而不利于土样的饱和。
附图说明
图1为本发明所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法的设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示的一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，该方法利用了GDS非饱和土三轴仪，该GDS非饱和土三轴仪包括压力室6和试样放置室2，该试样放置室2为套在试样外部的橡皮膜，其底端放置在底座12内，其顶端安装有顶盖11，各部分之间组合并密封好后安置在压力室6内。
首先，对试样施加20kPa的围压，再在液态二氧化碳气瓶上设置15kPa的气压。将试样放置在GDS非饱和土三轴仪的试样放置室2内，进水管3和反压管路4分别穿过底座12和顶盖11与试样放置室2内部连通。用液态二氧化碳气瓶从进水管3向试样放置室2内通90分钟的二氧化碳，二氧化碳从反压管路4排出。再通过反压管路4向试样放置室2内通30分钟的二氧化碳，二氧化碳通过试样从进水管3排出。
然后，对试样施加并保持30kPa的围压和25kPa的反压。通过反压控制器从反压管路4向试样放置室2内通50至100毫升通过煮沸蒸馏获取的无气水，无气水通过试样从进水管3排出。再通过反压控制器从进水管3向试样放置室2内通50至100毫升无气水，无气水通过试样从反压管路4排出。整个通无气水的过程大致需要2小时。
通二氧化碳和通无气水的全过程远离反压管路4和进水管3的阀门5始终关闭。
最后，对试样进行反压饱和，围压设置为250kPa，反压设置为220kPa，饱和时间为8小时。
对于直径为50mm，高度为100mm的黄土重塑试样，本发明的饱和试验时间缩短24h以上（原来36h左右），仅需要12h就可以让土样的饱和度到达96%以上。
本发明一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，通过二氧化碳饱和、反压力控制器过水饱和和反压饱和相结合的综合饱和方式对粉质粘土重塑样进行饱和，试验结果证明饱和效果较好，而且花费的试验时间较短。同时可以保证在饱和过程中，无气水一直处于封闭状态，不易让空气溶入水中而不利于土样的饱和。

Claims (8)

1.一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，该方法利用了GDS非饱和土三轴仪，其特征在于，包括如下步骤：
a. 试样放置在所述GDS非饱和土三轴仪的试样放置室内，从位于所述试样放置室底端的进水管向所述试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳从位于所述试样放置室顶端的反压管路排出；
b.通过所述反压管路向所述试样放置室内通一段时间的二氧化碳，二氧化碳通过所述试样从所述进水管排出；
c.通过反压控制器从所述反压管路向所述试样放置室内通一定量水，水通过所述试样从所述进水管排出；
d. 通过反压控制器从所述进水管向所述试样放置室内通一定量水，水通过所述试样从所述反压管路排出；
e.对试样进行反压饱和。
2.如权利要求1所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述步骤a向所述试样放置室内部通90分钟二氧化碳后停止。
3.如权利要求1所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述步骤b向所述试样放置室内部通30分钟二氧化碳后停止。
4.如权利要求1至3所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，在所述步骤a之前首先对所述试样施加20kPa的围压，然后再在液态二氧化碳气瓶上设置15kPa的气压，利用液态二氧化碳气瓶向所述试样放置室内部通二氧化碳。
5.如权利要求1所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述步骤c和所述步骤d均在排出50至100毫升水后停止。
6.如权利要求1所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述步骤c和所述步骤d的围压设置为30kPa，反压设置为25kPa。
7.如权利要求1、5或6所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述水为通过煮沸蒸馏获取的无气水。
8.如权利要求1所述一种缩短粉质粘土饱和时间的技术方法，其特征在于，所述步骤e围压设置为240kPa，反压设置为220kPa，饱和时间为8小时。
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