高量程張力計的研制及其應(yīng)用.pdf

1、張力計是一種直接測量土中基質(zhì)吸力的常用傳感器，普通張力計由于其內(nèi)部水體易發(fā)生汽化的原因而只能測量100 kPa以內(nèi)的吸力。目前，高量程張力計由于復(fù)雜的飽和過程以及因飽和不充分而導(dǎo)致的一系列諸如反應(yīng)不靈敏、持時短、穩(wěn)定性差等原因，使其應(yīng)用范圍受到限制，并且其使用成本普遍較高，在國（境）內(nèi)尤其如此。因此，研制性能良好的低成本高量程張力計對于非飽和土工程問題的解決有重要意義。
　　在本研究中，利用國產(chǎn)通用型壓力傳感器和高進氣值(5 Ba

2、r)陶土板研制了一種成本低廉（材料成本低于2000元）的高量程張力計，降低了高量程張力計在大陸地區(qū)的使用成本，彌補了國產(chǎn)高量程張力計不足的現(xiàn)狀。張力計本身的設(shè)計以及特定的飽和過程保證了該張力計能夠測量高于100 kPa的基質(zhì)吸力。通過自由蒸發(fā)試驗和壓實土樣吸力測量試驗對所研制的高量程張力計的性能進行了測試，結(jié)果顯示此張力計反應(yīng)靈敏、高吸力持時長、穩(wěn)定性較好，達到了國外同類傳感器的性能水平。另外，本研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)所測吸力超過張力計陶土板進氣

3、值后，通過在盡可能短的時間內(nèi)將張力計浸入無氣水中較長時間的方法可以使張力計測量吸力的性能重新得到恢復(fù)。使用此種方法可以大大縮短張力計所測吸力超過陶土板進氣值后再次飽和的時間。
　　張力計經(jīng)過測試后，將其應(yīng)用于土水特征曲線測量試驗、邊坡模型試驗和室外吸力監(jiān)測中。在土水特征曲線測量試驗中張力計測出了與壓力板儀基本一致的曲線。此張力計在室外土層中保持了約25天時間的吸力測量而沒有發(fā)生汽化，期間經(jīng)歷了降雨及高溫等天氣變化因素的影響，張力計