一种便携式原状土基础物性快速测定装置
2025-02-26 20:16
No.1344402875287347200
技术概要
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一种便携式原状土基础物性快速测定装置,包括微波加热装置、检测箱体和控制面板,所述检测箱体的顶部铰接有炉门,所述炉门的内表面设置有红外测温器,所述检测箱体底部设置有称重台,所述微波加热装置、红外测温器、称重台均与控制器电连接,所述控制器和控制面板电连接。本技术相较于传统的检测土壤基础物性的装置,可以做到一个设备检测多种土壤基础特性,解决了检测设备繁琐多样的问题,并且该发明结构简单、成本低且体积与重量接近于普通家用微波炉,携带方便,便于在户外恶劣环境下使用,适合工程现场的使用条件且能保证提供准确的检测结果。
背景技术
在基础设施施工领域,土壤各种基础物性对工程的稳定性和性能有重要的影响,是基础设施设计、施工和维护过程中必须考虑的因素。土壤含水量过高会导致土体的强度下降,特别是对粘性土来说,含水量的增加会降低其抗剪强度,从而影响建筑物基础的稳定性,增加沉降和滑坡的风险。土体含水量也直接影响地基的承载力,饱和的土体承载力较低,容易发生沉降和不均匀沉降,对上部结构的安全性产生不利影响。土壤孔隙比过大会导致土壤在承受荷载时更容易压缩和变形,因此导致土壤承载力较低。土壤干密度与湿密度也一定程度上反映了土壤的承载能力,干密度高的土壤结构更为紧密,承载力较高。所以合理检测与控制土壤的基础物性可以有效提升建筑物的稳定性和耐久性。 目前,常用的测定土壤含水量的方法有多种,包括烘干法、电阻法、张力计法和红外光谱法等,通过这些方法可以测定土壤含水量。烘干法的原理为测定土壤烘干前后的质量差,即为土壤中的水分含量,该方法适用于实验室测量,并且耗时较长,不适合现场快速检测。而利用电阻传感器检测土壤的电阻值,电阻值越低,土壤含水量越高,该方法虽适合现场快速测量,但其精度却不高且受土壤类型和盐分的影响较大,且该方法只能测量体积含水率,无法精确得到土体中的绝对含水量。张力计法测量土壤水分的吸附力,进而计算出土壤的含水量,但安装和维护较复杂,易受外界环境的影响,且张力计法需要将土体的基质吸力与含水率对应,需要额外的实验如保水性实验测得SWCC曲线。通过红外光谱分析土壤中水分的吸收特性,从而推测出土壤含水量,红外光谱法可快速测定土壤含水量,但其所需要的设备十分昂贵且对周围环境光有要求,易受影响,并不适合现场测定土壤含水量。测量土壤孔隙比的方法通常为直接测量法、密度法、图像分析法等。直接测量法是通过测量土样的总体积、固体体积和孔隙体积来计算孔隙比,该方法操作复杂且耗时,难以确保精确的体积测量。密度法通常有测量误差大并且不适用于非均质的土壤,而图像分析法对实验设备成本要求高,难以在施工阶段提供实验条件,并且该方法适用范围有限,对于微小孔隙或密实土壤,孔隙难以通过图像直接识别和测量。综上所述,现有的测定土壤基础物性的方法并不能满足全领域尤其是施工现场的检测需求,因此,需要一种能够便于携带,适合施工现场的快速测定土壤基础物性的装置,以确保测定精度的前提下,快速测定出所需要的土壤基础物性的结果,保障施工、生产效率,提高建筑的长期稳定性。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
任道驹  郑好  李明泽  司君岭  刘善鹏  麻崇前
技术所属: 哈尔滨工业大学
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