一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法

本发明涉及水工岩土，尤其涉及一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法。

背景技术：

1、黏土是指含沙粒很少、有黏性的土壤，土壤的孔隙度较小，孔隙之间的连接性较差，水分难以从中通过，具有较好的可塑性。黏土渗透稳定试验有助于评估实际水利工程中黏土层的渗透性能，为大坝安全评价提供重要的理论依据。在开展黏土渗透试验之前，为了更准确地模拟实际情况，必须首先完全饱和试样，否则将会显著影响渗透试验结果的准确性和可靠性。对于一些小尺寸的黏土试样，如直径10cm，高度20cm的三轴试样，可将试样放入真空桶(目前定型的真空桶直径约30cm，高度约30cm)进行抽真空饱和。而对于一些大尺度(如试样直径超过20cm，高度超过30cm)的黏土试样而言，无法再将大的黏土试样放入小的真空桶中进行饱和。若在大尺度黏土试样原位施加水头差进行饱和，施加较小的水头差，水分难以快速进入黏土孔隙，导致饱和速度非常慢；施加较大的水头差，逐级加压过程不仅缓慢而且操作不当很容易造成大尺度黏土试样破坏，影响后续试验。所以探索一种高效的饱和大尺度黏土试样的方法对于获取可靠试验结果、提高试验效率均具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，包含下列步骤：

4、(1)逐层填筑黏土试样和压力管；

5、(2)在黏土试样上方注水后浸泡，初步饱和试样；

6、(3)通过压力管制造真空环境，静置；

7、(4)恢复至目标压力值，完成快速饱和。

8、作为优选，步骤(1)中压力管的竖直间隔距离为15～20cm。

9、作为优选，步骤(2)中水面和黏土面的距离为6～8cm。

10、作为优选，步骤(2)中所述浸泡的时间为7～8h。

11、作为优选，步骤(3)中所述真空环境的压力值为25～35kpa。

12、作为优选，步骤(3)中所述静置的时间为20～30h。

13、作为优选，步骤(4)中所述目标压力值为90～101.325kpa。

14、本发明提供了一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，包含下列步骤：逐层填筑黏土试样和压力管；在黏土试样上方注水后浸泡，初步饱和试样；通过压力管制造真空环境，静置；恢复至目标压力值，完成快速饱和。本发明能够显著缩短大尺度黏土试样的饱和时间，通过均匀快速渗透确保试样从表面到内部完全饱和，减少对试样结构和力学性质的扰动，提高试验效率、数据的准确性和可重复性。

技术特征：

1.一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，包含下列步骤：

2.如权利要求1所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(1)中压力管的竖直间隔距离为15～20cm。

3.如权利要求1或2所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(2)中水面和黏土面的距离为6～8cm。

4.如权利要求3所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(2)中所述浸泡的时间为7～8h。

5.如权利要求1、2或4所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空环境的压力值为25～35kpa。

6.如权利要求5所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(3)中所述静置的时间为20～30h。

7.如权利要求1或6所述的用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，其特征在于，步骤(4)中所述目标压力值为90～101.325kpa。

技术总结本发明属于水工岩土技术领域，提供了一种用于大尺度黏土试样快速饱和的试验方法，解决了现有技术中饱和时间长、对试样破坏的问题。该方法包含下列步骤：逐层填筑黏土试样和压力管；在黏土试样上方注水后浸泡，初步饱和试样；通过压力管制造真空环境，静置；恢复至目标压力值，完成快速饱和。本发明能够显著缩短大尺度黏土试样的饱和时间，通过均匀快速渗透确保试样从表面到内部完全饱和，减少对试样结构和力学性质的扰动，提高试验效率、数据的准确性和可重复性。技术研发人员：罗玉龙,赵乐萱,王睿齐,王金宝受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14