1、!“!#$% 土水特征曲线压力板仪实验教程% % 实验理论：% 土水特征曲线是非饱和土中的吸力与含水量之间关系的曲线。吸力可以是基质吸力也可以是总吸力。 含水量可以是体积含水量、重力含水量，也可以是饱和度。它包含两条曲线分别是脱湿曲线和吸湿曲线。! 通过 “#$%#;+) 功能。! ! 以下是典型的土水特征曲线：%! 土水特征曲线有以下特点! /.! 整体来看，几乎所有土%水特征曲线形状都很相似，基质吸力增加，非饱和土的含水量降低。! 5.! 含水量较低时， 基质吸力随含水量的变化较大； 含水量较高时， 基质吸力随含水量的增加较缓和的减小。 ! =.! 脱湿曲线和吸湿曲线之间有一定的滞回特性4
2、有很多种解释，最为大家接受的是由于土体内的孔隙特殊 性，如下图所示（左边为脱湿过程，右边为脱湿过程） ，土体孔隙空间内部有较大的孔隙，连接较小的 通道孔径，形成“瓶颈”效应。脱湿、吸湿时由于运动方向不同使含水量变化出现滞后。! .! 土水特征曲线的特殊点! 进气值0! 土体随着吸力的增加，水分开始从土体中排出来时对应的吸力值。!残余含水量，土随着吸力的增加，不再有水从土体中排出来，此时对应的含水量! 实验设备组成% % % 实验步骤：% % /.! 饱和陶土板! ! 可以将底座整体抽真空饱和；也可以通过压力板仪进行饱和，方法是在陶土板表面铺 上无气水，从上往下用与陶土板进气值接近的气压来施加压
3、力，直到陶土板下方连出的管路几乎没 有气泡产生时为止，此时饱和完成。! 5.! 试样的准备%原状试样的制作，要按规定切削土样，并合理存放，减少水分流失；重塑土样，按照 实验所需的干密度和含水量来制备，通过烘干、碾散、称量、加水拌合和压实制好土样，并合理存 放。! =.! 试样的饱和%原状样和重塑样都要进行饱和。通过真空饱和器完成，先加小真空，用无气水饱和透 水石至少 =-分钟。再用透水石加滤纸夹持试样放入，真空饱和器中，加真空饱和约 ?小时后，观 察到没有明显气泡时，饱和完成。! .! 预固结%! 即给土样施加一个要求的轴向应力（需要修正计算） 。! 2.! 脱湿和吸湿% ! 逐步增大或减小吸
4、力值，已达到含水量的变化。整个过程中的原则是：实验时，土样 中的水分只有单一流向，水只能留到不承压的自由端水平管中；注意不要让水流出水平管，流出之 前将水吸入右边的量管中；将气泡通过冲刷引入集气瓶中，并排出。!实验难点及技巧：% % 冲刷% 冲刷是通过洗耳球分别在左右量筒中施加小压力，让气泡在管路中移动，最后搜集到集气瓶中的 过程。冲刷前后需要记录两边量筒的读数，有时需要重复好多次，必要时需要碾压管路使得气泡移动。 ! ! 集气瓶刻度对准% 方法一：通过洗耳球堵住集气瓶顶部，通过控制顶部的小段空气来实现液面的变化，此法需要多 练，还需要一定的手感；! 方法二：将水平管拆下，通过连通器原理，调节
5、水平管水位来控制集气瓶的液面位置。% % 附：加热板的安装使用% % 加热板可以用于防止外界环境温度改变，而在压力! 室内部产生水珠，从而影响实验的结果。! 使用时只要根据加热板上标出的电压数，外接对应 电压的转换头即可，对于电流的要求是尽量大（几安培 可以） 。! % % %蒸汽饱和器的使用% % 蒸汽饱和器! 空气将通过蒸汽饱和器。在使用蒸汽 饱和器之前，需要将蒸汽饱和器的碗状容器和帽子松 开，并装入部分水，然后将碗状容器放回原位。! 使用饱和器的目! 的就是使得空气在进入压力膜仪 之前变得完全饱和，这样就不会在待测试的土壤样品上 产生干燥效应，从而避! 免了因为空气不饱和而导致的 水分测量误差。此蒸汽饱! 和器可以设计用于最大 =-:的压力。! % % % % % % % % % % 具体实验步骤请参看“#$%#&#(): 应力相关土水特征曲线压力板仪系统中文操作手册 。! ! 空气饱和器% 连接管路% ! 加% 热% 板%
