阅读说明：本技术 一种严寒地区土密度的测试设备及方法 (testing equipment and method for soil density in severe cold region ) 是由 薛兆锋 晁刚 程文东 房建宏 黄阿妮 马亮 冶炯 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种严寒地区土密度的测试设备及方法,该设备包括排液筒、铁板和泄水管,所述排液筒高度为50cm,泄水管的排液口距地面高40cm,所述铁板焊接在排液筒底部。本发明还提供了一种严寒地区土密度的测试方法。本发明的严寒地区土密度测试装置有效的避免了传统冻土密度联合测定法试验中排液管装置在工程实际试验测试中的缺陷,实现了严寒地区地质勘查中冻土密度的准确测试,保证了现场土密度试验数据的准确性。为地质勘查的科学性和严谨性提供了保障。该测试装置可直接用于冻土及岩性土密度测试。(The invention discloses a device and a method for testing soil density in severe cold regions, wherein the device comprises a liquid discharge cylinder, an iron plate and a water drain pipe, the height of the liquid discharge cylinder is 50cm, the distance between a liquid discharge port of the water drain pipe and the ground is 40cm, and the iron plate is welded at the bottom of the liquid discharge cylinder. The invention also provides a method for testing the soil density in the severe cold area. The soil density testing device for the severe cold area effectively avoids the defects of a liquid discharge pipe device in the traditional frozen soil density joint measurement method test in the engineering actual test, realizes the accurate test of the frozen soil density in the geological survey of the severe cold area, and ensures the accuracy of the field soil density test data. And guarantee is provided for the scientificity and the rigor of geological exploration. The testing device can be directly used for testing the density of frozen soil and lithologic soil.)

一种严寒地区土密度的测试设备及方法

技术领域

本发明属于公路土工试验技术领域，涉及一种严寒地区土密度的测试设备及方法。

背景技术

严寒地区冬季严寒且持续时间长，夏季短促且凉爽，具有较大的气温年较差，冰冻期长，太阳辐射量大，日照丰富；常伴有大风。严寒地区地质勘查过程中，因其特殊的地质条件和气候环境，使其在勘查过程中，常遇到冻土，行业规范中规定的冻土土样试验装置确不能完全满足现场实际要求，如土的密度测试装置，《公路土工试验规程》冻土密度联合测定法试验中要求，试验仪器排液管装置由排液筒、虹吸管、止水夹、冻土试样和量筒组成。

严寒地区地质勘查中，因其特殊的气候环境，现场常伴有大风，公路土工试验规程给出的排液筒底座是直径为15厘米的圆形，在大风环境的现场试验中，试验装置的稳定性不能满足现场测试要求，若排液筒左右摇摆不定，严重影响试验数据的准确性，甚至产生试验设备倒塌现象；同时排液管装置中的虹吸管管径较小，现场冻土密度试验中，在多次试验后，排液筒中的水较为浑浊，多伴有悬浮颗粒和腐烂植被，堵塞在排液筒内的虹吸管口处，影响试验时排液筒内水的排出，对试验中排水体积的测定准确性有较大的影响。在公路仪器设备销售市场中，销售和使用的排液管装置中的排液筒与现有技术基本类似，不能满足严寒地区地质勘查中冻土密度现场试验要求；再次，地质勘查中冻土岩芯土密度试验中，若冻土试验样较小，则没有代表性，因此试验样体积不宜太小。同时，一个冻土样试验后不能在短时间内融化，在2-3个土样试验后，排液筒内土样累计高度已达20厘米以上，而显示排液筒内液体可使用的高度为30cm—13cm＝17cm，完全不能满足重复使用的要求，工程现场试验中，因条件所限，排液筒内清水的备用十分困难，致使现场试验工作效率大打折扣。综上所述，《公路土工试验规程》中给予的冻土密度联合测定排液管装置与严寒地区冻土密度实际试验所需有较大差距，为满足《公路土工试验规程》要求并适合用于严寒地区的冻土密度测试装置对实际工程应用是试验人员急于需求的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种严寒地区土密度的测试设备及方法，通过现场实际试验操作，为满足《公路土工试验规程》要求并适用于严寒地区的冻土及岩性土密度测试，下列土密度测试装置可有效解决现场试验中的设备稳定性、试验重复性和排水体积准确测量等传统测试装置中的缺陷。

其具体技术方案为：

一种严寒地区土密度的测试设备，包括排液筒1、铁板2和泄水管3，所述排液筒1高度为50cm，泄水管3的排液口距地面高40cm，所述铁板2焊接在排液筒底部。

进一步，所述铁板2的厚度为3mm。

进一步，所述泄水管3与排液筒1的接触口是直径为5cm的圆。

进一步，所述泄水管3的外口为2cm的圆。

进一步，所述铁板2的直径为30cm的圆。

进一步，所述排液筒的直径为15cm。

一种严寒地区土密度的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、取约1000-1500g的岩样，并称重量。

步骤2、将接近0℃的清水缓慢倒入排液筒，使水面超过泄水管顶，排液筒中的水面徐徐下降，待水面稳定和泄水管不再出水时，称排液筒和水的质量。

步骤3、将岩芯样轻轻放入排液筒中，使排液筒中水流入量筒中，水流停止后，立即称排液筒、水和试样质量，同时测读量筒中水的体积，用以校核岩芯样体积。

步骤4、当岩芯样在排液筒内充分溶解成松散状态，澄清，补加清水使水面超过泄水管，水流停止后，称排液筒、水和土颗粒质量。

步骤5、试验过程中应保持水面平稳，在排水和放入岩芯样时排液筒不得晃动。

进一步，土密度计算方法按相关规范要求运算。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的严寒地区土密度测试装置有效的避免了传统冻土密度联合测定法试验中排液管装置在工程实际试验测试中的缺陷，实现了严寒地区地质勘查中冻土密度的准确测试，保证了现场土密度试验数据的准确性。为地质勘查的科学性和严谨性提供了保障。该测试装置可直接用于冻土及岩性土密度测试。

附图说明

图1为严寒地区土密度的测试设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

参照图1，一种严寒地区土密度的测试设备，把排液筒1高度设计为50cm，泄水管3的排液口距地面高40cm，增加了排液筒排水口下部的容积，在工程实际试验测试中，有效的解决了冻土密度反复性试验问题，节约了试验中清水的用量，有效解决了工地试验清水难易配备的问题。

排液筒1底部焊接了厚3mm的铁板2，增加了排液筒与地面的接触面积，牢固了土密度测试装置的稳定性，在现场大风环境下，因底面积较大，且铁板较重，杜绝了风力影响试验数据的准确性和产生试验设备倒塌现象。

泄水管3与排液筒1的接触口是直径为5cm的圆，泄水管3外口为2cm的圆。泄水管3内扣的增大可有效排除排液筒内部液体中的悬浮物和腐质物，保证了液体液面的稳定性，确保液体排除的准确性，使现场试验数据的准确性得到有效保障。

一种严寒地区土密度的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、取约1000-1500g的岩样，并称重量。

步骤2、将接近0℃的清水缓慢倒入排液筒，使水面超过泄水管顶，排液筒中的水面徐徐下降，待水面稳定和泄水管不再出水时，称排液筒和水的质量。

步骤3、将岩芯样轻轻放入排液筒中，使排液筒中水流入量筒中，水流停止后，立即称排液筒、水和试样质量，同时测读量筒中水的体积，用以校核岩芯样体积。

步骤4、当岩芯样在排液筒内充分溶解成松散状态，澄清，补加清水使水面超过泄水管，水流停止后，称排液筒、水和土颗粒质量。

步骤5、试验过程中应保持水面平稳，在排水和放入岩芯样时排液筒不得晃动。

土密度计算方法按相关规范要求运算。

测试装置比传统装置增高20cm，试验中保证了配合仪器—量筒在接受泄水管排出的清水时的直立性，圆形铁板2直径为30cm，保证了排液筒试验室的稳定性。

传统测试装置高为30cm在现场试验时，配合仪器—量筒需侧斜放置，才能接到泄水管排出的清水，因其侧斜放置，不利于量筒的稳定性，有撒漏的危险。该测试装置可使配合仪器—量筒站立承接泄水管排出的清水，保证了量筒测量的准确性。泄水管3孔径的增大保证了清水排出水的流动性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。