本發(fā)明屬于浸水試坑試驗，尤其涉及一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法。

背景技術(shù)：

1、黃土地區(qū)因其獨特的地質(zhì)特性，對工程建設(shè)提出了特殊的要求。其中自重濕陷性就是該地區(qū)工程建設(shè)中需要重點關(guān)注的問題之一，它直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性和安全性。通常采用現(xiàn)場試坑浸水試驗獲取黃土濕陷情況，判斷濕陷等級，可以為工程設(shè)計和施工提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

2、對于嚴(yán)寒地區(qū)，冬季的低溫、風(fēng)雪和冰凍等惡劣氣候條件給黃土濕陷性現(xiàn)場浸水試坑測試帶來很大的困難以及安全隱患，浸水試坑的結(jié)冰以及風(fēng)雪對沉降變形監(jiān)測帶來了技術(shù)難題。通過物理保溫防凍的措施，可以防止試坑內(nèi)的結(jié)冰情況，但是，通過物理保溫防凍措施后，試坑內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度等受到影響，與實際環(huán)境的溫度和濕度等不同，在此環(huán)境下采集的試驗數(shù)據(jù)與實際冬季環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)存在誤差較大，影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且，浸水試驗的注水速率、時間和注水量等對試坑結(jié)構(gòu)的影響較大，目前的試驗方法不能對注水速率和時間等進行有效的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致采集的試坑試驗數(shù)據(jù)存在誤差，不能真實的反應(yīng)實際試坑情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，通過物理保溫設(shè)備，避免了冬季低溫、風(fēng)雪和冰凍等惡劣氣候條件給黃土濕陷性現(xiàn)場浸水試坑測試帶來的困難及安全隱患問題，在此基礎(chǔ)上，利用預(yù)設(shè)的修正系數(shù)對自重濕陷量進行修正，避免了物理保溫使得試坑內(nèi)環(huán)境溫濕度與實際環(huán)境溫濕度不同，造成試驗數(shù)據(jù)與實際冬季環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)存在誤差較大的問題，同時，注水速率和注水歷時根據(jù)試驗要求，以及物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度進行調(diào)整，降低了注水速率和時間等對試坑結(jié)構(gòu)的影響，能夠真實的反應(yīng)實際試坑情況。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，采用如下技術(shù)方案：

3、一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，包括：

4、在挖掘的現(xiàn)場試坑上搭建物理保溫設(shè)備；并在試坑內(nèi)進行鉆孔及布設(shè)監(jiān)測設(shè)備；

5、注水；其中，注水速率和注水歷時根據(jù)試驗要求，以及物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度進行調(diào)整；

6、獲取監(jiān)測設(shè)備上的檢測數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)確定自重濕陷量；利用預(yù)設(shè)的修正系數(shù)對自重濕陷量進行修正，得到修正自重濕陷量；其中，所述修正系數(shù)根據(jù)物理保溫后的溫濕度與實際環(huán)境溫濕度的差值進行實時調(diào)整；

7、根據(jù)修正自重濕陷量確定濕陷等級。

8、進一步的，鉆孔包括滲水孔、沉降監(jiān)測孔、水分監(jiān)測孔、水位監(jiān)測孔和測斜監(jiān)測孔。

9、進一步的，在試坑內(nèi)布置50個孔徑大小為110mm-130mm的滲水孔，其中，36個孔深為25m，16個孔深為9m；向滲水孔內(nèi)充填礫石。

10、進一步的，以試坑中心為圓心，由內(nèi)向外沿半徑方向呈放射狀布置夾角為120°的3條淺標(biāo)點測線，用于觀測試坑內(nèi)、外不同位置的總自重濕陷變形量；在試坑內(nèi)，從試坑中心開始，淺標(biāo)點按2m等間距布設(shè)；在距試坑邊緣1倍的試坑直徑范圍內(nèi)，布設(shè)4個間距為2m，3個間距為3m和2個間距為4m的淺標(biāo)點，及試坑中心1個淺標(biāo)點。

11、進一步的，在平面上深標(biāo)點共布置6條測線，用于觀測分層自重濕陷量，以及捕捉自重濕陷性黃土下限深度的分層沉降；在深度方向上，從試坑下1.5m開始，間隔1.5m-2.0m布設(shè)1組，最大深度25.5m；每組設(shè)置2個相同深度的深標(biāo)點，分別布設(shè)于試坑中心區(qū)域與外緣區(qū)域。

12、進一步的，在浸水試驗場地建立水準(zhǔn)測量基準(zhǔn)網(wǎng)，包括3個高程基準(zhǔn)點以及2個工作基點，高程基準(zhǔn)點設(shè)置在試坑邊沿100m以外，工作基點距離試坑邊沿30m。

13、進一步的，在試坑內(nèi)對稱布置4條土壤水分計測線，每條測線按3.5m距離，各布置4個水分監(jiān)測孔；在試坑外對稱布置2條土壤水分計測線，每條測線按5m間距，各布置5個水分監(jiān)測孔；

14、在試坑內(nèi)，每組測試孔，從試坑底面下1.5m開始，按3m等間距布置，最大深度28.5m；在試坑外，豎直方向以試坑邊緣為端點，與豎直方向呈45°夾角線以上3m處開始，按3m的垂向等間距布設(shè)，最大深度大于濕陷性黃土深度。

15、進一步的，當(dāng)滲水速率大于注水速率，增加注水頻次或注水速率；當(dāng)滲水速率小于注水速率時，增加注水頻次或注水速率；浸水過程中試坑內(nèi)水頭高度保持預(yù)設(shè)高度范圍內(nèi)，直到土層變形穩(wěn)定后停止注水。

16、進一步的，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的增加，注水頻次或注水速率增加，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的降低；隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的增加，注水歷時增加，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的降低，注水歷時減小。

17、進一步的，修正系數(shù)的調(diào)整為：

18、c＝c0+α(t1-t2)+β(h1-h2)；

19、其中，c為調(diào)整后的修正系數(shù)；c0為初始修正系數(shù)；t1為物理保溫后試坑內(nèi)的溫度；t2為物理保溫設(shè)備外試驗場景的環(huán)境溫度；h1為物理保溫后試坑內(nèi)的濕度；h2為物理保溫設(shè)備外試驗場景的環(huán)境濕度；α和β為調(diào)整系數(shù)。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

21、本發(fā)明通過在挖掘的現(xiàn)場試坑上搭建物理保溫設(shè)備，避免了冬季低溫、風(fēng)雪和冰凍等惡劣氣候條件給黃土濕陷性現(xiàn)場浸水試坑測試帶來的困難及安全隱患問題，在此基礎(chǔ)上，利用預(yù)設(shè)的修正系數(shù)對自重濕陷量進行修正，得到修正自重濕陷量，其中，修正系數(shù)根據(jù)物理保溫后的溫濕度與實際環(huán)境溫濕度的差值進行實時調(diào)整，避免了物理保溫使得試坑內(nèi)環(huán)境溫濕度與實際環(huán)境溫濕度不同，造成試驗數(shù)據(jù)與實際冬季環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)存在誤差較大的問題，保證了試驗精度；同時，同時，注水速率和注水歷時根據(jù)試驗要求，以及物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度進行調(diào)整，降低了注水速率和時間等對試坑結(jié)構(gòu)的影響，能夠真實的反應(yīng)實際試坑情況，進一步的提高了試驗精度。

22、本發(fā)明中對滲水孔、沉降監(jiān)測孔、水分監(jiān)測孔、水位監(jiān)測孔和測斜監(jiān)測孔等進行和合理設(shè)計，明顯地改變了水分?jǐn)U散路徑，呈現(xiàn)以孔的徑向滲流及底部富水向上遷移的擴散路徑為主，并且能夠獲取較為全面和準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，鉆孔包括滲水孔、沉降監(jiān)測孔、水分監(jiān)測孔、水位監(jiān)測孔和測斜監(jiān)測孔。

3.如權(quán)利要求2所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，在試坑內(nèi)布置50個孔徑大小為110mm-130mm的滲水孔，其中，36個孔深為25m，16個孔深為9m；向滲水孔內(nèi)充填礫石。

4.如權(quán)利要求2所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，以試坑中心為圓心，由內(nèi)向外沿半徑方向呈放射狀布置夾角為120°的3條淺標(biāo)點測線，用于觀測試坑內(nèi)、外不同位置的總自重濕陷變形量；在試坑內(nèi)，從試坑中心開始，淺標(biāo)點按2m等間距布設(shè)；在距試坑邊緣1倍的試坑直徑范圍內(nèi)，布設(shè)4個間距為2m，3個間距為3m和2個間距為4m的淺標(biāo)點，及試坑中心1個淺標(biāo)點。

5.如權(quán)利要求2所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，在平面上深標(biāo)點共布置6條測線，用于觀測分層自重濕陷量，以及捕捉自重濕陷性黃土下限深度的分層沉降；在深度方向上，從試坑下1.5m開始，間隔1.5m-2.0m布設(shè)1組，最大深度25.5m；每組設(shè)置2個相同深度的深標(biāo)點，分別布設(shè)于試坑中心區(qū)域與外緣區(qū)域。

6.如權(quán)利要求2所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，在浸水試驗場地建立水準(zhǔn)測量基準(zhǔn)網(wǎng)，包括3個高程基準(zhǔn)點以及2個工作基點，高程基準(zhǔn)點設(shè)置在試坑邊沿100m以外，工作基點距離試坑邊沿30m。

7.如權(quán)利要求2所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，在試坑內(nèi)對稱布置4條土壤水分計測線，每條測線按3.5m距離，各布置4個水分監(jiān)測孔；在試坑外對稱布置2條土壤水分計測線，每條測線按5m間距，各布置5個水分監(jiān)測孔；

8.如權(quán)利要求1所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，當(dāng)滲水速率大于注水速率，增加注水頻次或注水速率；當(dāng)滲水速率小于注水速率時，增加注水頻次或注水速率；浸水過程中試坑內(nèi)水頭高度保持預(yù)設(shè)高度范圍內(nèi)，直到土層變形穩(wěn)定后停止注水。

9.如權(quán)利要求1所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的增加，注水頻次或注水速率增加，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的降低；隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的增加，注水歷時增加，隨著物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度的降低，注水歷時減小。

10.如權(quán)利要求1所述的一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，其特征在于，修正系數(shù)的調(diào)整為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于浸水試坑試驗技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種自重濕陷性黃土場地冬季浸水試坑試驗方法，通過物理保溫設(shè)備，避免了冬季低溫、風(fēng)雪和冰凍等惡劣氣候條件給黃土濕陷性現(xiàn)場浸水試坑測試帶來的困難及安全隱患問題，在此基礎(chǔ)上，利用預(yù)設(shè)的修正系數(shù)對自重濕陷量進行修正，避免了物理保溫使得試坑內(nèi)環(huán)境溫濕度與實際環(huán)境溫濕度不同，造成試驗數(shù)據(jù)與實際冬季環(huán)境下的試驗數(shù)據(jù)存在誤差較大的問題，同時，注水速率和注水歷時根據(jù)試驗要求，以及物理保溫設(shè)備內(nèi)溫度進行調(diào)整，降低了注水速率和時間等對試坑結(jié)構(gòu)的影響，能夠真實的反應(yīng)實際試坑情況。

技術(shù)研發(fā)人員：曲晨飛,楊慶義,紀(jì)成亮,李仁杰,段崇豪,于天文,江浩,范沛軍,王立波,盧向星,于生飛,張夏滔
受保護的技術(shù)使用者：山東電力工程咨詢院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2