本发明涉及土体的触变性技术领域，具体是一种测土样触变性的室内测量装置及测量方法。
背景技术：
触变性是指在外力的作用下，土的结构强度剧烈降低，甚至发生流动。停止施加外力后随时间的增长，结构和强度逐渐恢复的现象。在强夯、打桩等施工过程中，地基土受到冲击荷载的作用而产生振动，高灵敏性土体的触变性可能导致土体的强度大幅降低甚至丧失，地基土体失稳滑坡，甚至工后沉降，这些工程灾害都是不容忽视的。
当今社会，国内外学者很早就开始关注土体的触变性。研究表明，土体触变性可能导致地基失稳、软土地基滑坡、桩基下沉、地面沉降等工程地质灾害，此外也可能影响压实土的强度增加达到100％或者更多。目前，对于土体触变性研究方向可分为触变机理和触变性影响因素两个方向，国内外学者对于土体触变性的研究多数集中在出边机理，触变强度增长趋势方面，对于扰动土体触变强度增长的影响因素方面也多集中在施工方法对其影响上，而在土体的物理性质对于土体触变性的影响方面探讨较少。并且主要的研究方法为试验研究，但是试验过程对土体扰动程度定义模糊，没有对扰动程度-静置强度恢复程度之间关系详细阐述，所得结果并不能很好表示土体的触变性。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种测土样触变性的室内测量装置及测量方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种测土样触变性的室内测量装置，包括扰动搅拌机，所述扰动搅拌机包括开口朝上的呈圆柱状的下部筒体，螺纹配合于下部筒体开口处的上部搅拌盖，安装于上部搅拌盖内侧中部且输出端朝下的电机，固定于电机输出端的动力轴，均匀安装于动力轴下端且呈放射状排布的若干搅拌叶片，所述上部搅拌盖上开有接线孔，电机通过接线孔与操作系统相连。
另外，本发明提供了一种测土样触变性的室内测量方法，包括如下步骤：
①取原状土体，试验使用取环刀样测试土体密度，多余土测土体的含水率；
②将取出的原状土整块试验土体固定在削土器上，将土块削成圆柱体，削土体过程应尽可能小心保持土体圆柱体完整，避免对原状土造成扰动；对削好的圆柱形原状土体称重，称得重量为M1；进行土体无侧限抗压强度试验，获得原状土的无侧限抗压强度qu,0；
③取原状土放入扰动搅拌机的下部筒体中，盖上上部搅拌盖并旋紧，通过控制扰动搅拌时间，确定扰动搅拌功w；将搅拌后的土体倾倒出下部筒体，重新测得土体含水率，调节土体含水率重新与原状土样相等；
④先在击实器盛样的容器内壁涂抹凡士林，对步骤③经过扰动、调节含水率后的土体进行击实，使得击实后所得土体与原状土密实度相同；
⑤取出步骤④中所压实土体，注意取出过程中应避免对土体扰动，立刻对所取出土体进行无侧限抗压强度试验，获得扰动搅拌功w后土体无侧限抗压强度qu(w)；
⑥重复步骤三次步骤③至④，将三次击实后所得土体包裹保鲜膜放入保湿皿中分别静置3天、7天、28天，注意取出和保存过程中应尽量避免对土体造成扰动，对静止后土体做无侧限抗压强度试验，获得经扰动搅拌功w并静置T时间后的土体无侧限抗压强度qu,T(w)；
⑦重复步骤③至⑥，测得不同扰动搅拌功w对土体无侧限抗压强度qu(w)影响及不同扰动搅拌功w下静止恢复3天、7天、28天后的无侧限抗压强度qu,T(w)影响；
⑧通过上述步骤①至⑦，分析数据，可得出：
⑧-1.扰动搅拌程度与绝对强度恢复程度关系：用扰动搅拌前后无侧限抗压强度的变化来反映土体的扰动程度
扰动搅拌程度定义：D(w)＝(qu,0-qu(w))/qu,0
其中w：扰动搅拌功
qu,0：原状土的无侧限抗压强度
qu(w)：扰动搅拌功w后土体无侧限抗压强度
扰动搅拌强度比率：B＝qu(w)/qu,0
得出：D(w)＝1-B
静置时间T后土体绝对强度恢复程度RT(w)定义：RT(w)＝(qu,T(w)-qu(w))/qu,0
其中w：扰动搅拌功
T：静置时间
qu,T(w)：经扰动搅拌功w并静置T时间后的土体无侧限抗压强度
结合公式，将qu,0用D(w)表示，有：qu,0＝qu(w)/(1-D(w))
根据上述公式可以计算出在土体其他条件不变的情况下，土体静置强度恢复程度与土体扰动程度之间关系为：
RT(w)＝(qu,T(w)/qu(w)-1)*(1-D(w))＝(A-1)*(1-D(w))＝(A-1)*B
其中：A＝qu,T(w)/qu(w)为土体的触变强度比率
⑧-2.扰动搅拌程度与相对强度恢复关系
触变过程相对强度恢复程度Mw定义：Mw＝(qu,T(w)-qu(w))/(qu,0-qu(w))
Mw＝(qu,T(w)/qu(w)-1)*(1-D(w))/D(w))＝(A-1)*(1-D(w))/D(w))＝(A-1)/(B/(1-B))
对土体绝对强度恢复关系与相对强度恢复关系比较。
本发明通过控制搅拌时间可达到不同扰动搅拌功(扰动程度)，从而可测出多组土体强度恢复数据，进而获得土体绝对强度恢复关系与相对强度恢复关系。本发明装置设计科学严谨、易于操作、实用性强。对土体扰动程度定义清晰，测量结果能够很好的表示土体的物理性质对于土体触变性影响，从而提高了研究的精确性、可靠性和全面性。
附图说明
图1为本发明所述搅拌扰动机的结构示意图。
图中：1-上部搅拌盖，2-电机，3-动力轴，4-搅拌叶片，5-下部筒体。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，下面结合附图及室内实际情况，对测量装置及方法进行更详细的阐述：
一种测土样触变性的室内测量装置，包括搅拌扰动机，所述扰动搅拌机包括开口朝上的呈圆柱状的下部筒体5(高22cm,外径22cm,内径20cm,底部厚1.5cm)，螺纹配合于下部筒体5开口处的上部搅拌盖1(高8cm,外径24cm,内径22cm,盖厚0.6cm)，安装于上部搅拌盖1内侧中部且输出端朝下的电机2(功率550w)，固定于电机2输出端的动力轴3(轴长5cm,轴直径0.6cm)，均匀安装于动力轴3下端且呈放射状排布的若干搅拌叶片4(四叶,每叶搅拌叶片4高度10cm,宽度5cm,相邻搅拌叶片4之间夹角90°，搅拌叶片4位于下部筒体5中部)，所述上部搅拌盖1上开有接线孔，电机2通过接线孔与操作系统相连。
一种测土样触变性的室内测量方法，包括如下步骤：
①取原状土体，试验使用取环刀样测试土体密度，多余土测土体的含水率；
②将取出的原状土整块试验土体固定在削土器上，将土块削成圆柱体(直径40mm，高度100mm)，削土体过程应尽可能小心保持土体圆柱体完整，避免对原状土造成扰动；对削好的圆柱形原状土体称重，称得重量为M1；进行土体无侧限抗压强度试验，获得原状土的无侧限抗压强度qu,0；
③取原状土放入扰动搅拌机的下部筒体5中，盖上上部搅拌盖1并旋紧，通过控制扰动搅拌时间(30s)，确定扰动搅拌功w(550*30＝16500J)；将搅拌后的土体倾倒出下部筒体5，重新测得土体含水率，调节土体含水率重新与原状土样相等；
④先在击实器盛样的容器内壁涂抹凡士林，对步骤③经过扰动、调节含水率后的土体进行击实，使得击实后所得土体与原状土密实度相同；
⑤取出步骤④中所压实土体，注意取出过程中应避免对土体扰动，立刻对所取出土体进行无侧限抗压强度试验，获得扰动搅拌功w后土体无侧限抗压强度qu(w)；
⑥重复步骤三次步骤③至④，将三次击实后所得土体包裹保鲜膜放入保湿皿中分别静置3天、7天、28天，注意取出和保存过程中应尽量避免对土体造成扰动，对静止后土体做无侧限抗压强度试验，获得经扰动搅拌功w并静置T时间后的土体无侧限抗压强度qu,T(w)；
⑦重复六次步骤③至⑥，通过控制扰动搅拌时间(分别60s、90s)测得不同扰动搅拌功w(33000J,49500J)对土体无侧限抗压强度qu(w)影响及不同扰动搅拌功w(16500J,33000J,49500J)下静止恢复3天、7天、28天后的无侧限抗压强度qu,T(w)影响；
⑧通过上述步骤①至⑦，分析数据，可得出：
⑧-1.扰动搅拌程度与绝对强度恢复程度关系：用扰动搅拌前后无侧限抗压强度的变化来反映土体的扰动程度
扰动搅拌程度定义：D(w)＝(qu,0-qu(w))/qu,0
其中w：扰动搅拌功
qu,0：原状土的无侧限抗压强度
qu(w)：扰动搅拌功w后土体无侧限抗压强度
扰动搅拌强度比率：B＝qu(w)/qu,0
得出：D(w)＝1-B
静置时间T后土体绝对强度恢复程度RT(w)定义：RT(w)＝(qu,T(w)-qu(w))/qu,0
其中w：扰动搅拌功
T：静置时间
qu,T(w)：经扰动搅拌功w并静置T时间后的土体无侧限抗压强度
结合公式，将qu,0用D(w)表示，有：qu,0＝qu(w)/(1-D(w))
根据上述公式可以计算出在土体其他条件不变的情况下，土体静置强度恢复程度与土体扰动程度之间关系为：
RT(w)＝(qu,T(w)/qu(w)-1)*(1-D(w))＝(A-1)*(1-D(w))＝(A-1)*B
其中：A＝qu,T(w)/qu(w)为土体的触变强度比率
⑧-2.扰动搅拌程度与相对强度恢复关系
触变过程相对强度恢复程度Mw定义：Mw＝(qu,T(w)-qu(w))/(qu,0-qu(w))
Mw＝(qu,T(w)/qu(w)-1)*(1-D(w))/D(w))＝(A-1)*(1-D(w))/D(w))＝(A-1)/(B/(1-B))
对土体绝对强度恢复关系与相对强度恢复关系比较。