1.一种黑棉土电渗试验装置,其特征在于:包括盛土箱(6)、设置于盛土箱(6)两侧的阳极箱(5)和阴极箱(8)、电源(15);所述盛土箱(6)呈圆柱状且侧壁间隔设置有孔洞,所述盛土箱(6)内放置土样(7),所述土样(7)上放置有加载板(12),所述加载板(12)的活塞中心通过加载杆(13)连接有千分表(14);
所述阳极箱(5)底部通过第一管路(2)连接有溶液槽(1),所述溶液槽(1)内放置有电渗液,所述第一管路(2)上设置有第一止水夹(3);所述阴极箱(8)底部通过第二管路(10)连接有水槽(11),所述第二管路(10)上设置有第二止水夹(16);
所述阳极箱(5)侧壁放置有第一石墨电极(4),所述阴极箱(8)侧壁放置有第二石墨电极(9),所述第一石墨电极(4)连接电源(15)正极,所述第二石墨电极(9)连接电源(15)负极。
2.根据权利要求1所述的一种黑棉土电渗试验装置,其特征在于:所述电渗液的阳离子
2+ +
为Ca 和K。
3.根据权利要求2所述的一种黑棉土电渗试验装置,其特征在于:所述电渗液选自CaCl2和KCl的混合溶液或Ca(OH)2和KOH的混合溶液。
4.根据权利要求2所述的一种黑棉土电渗试验装置,其特征在于:所述Ca2+和K+的浓度为0.5%~1.0%。
5.根据权利要求1所述的一种黑棉土电渗试验装置,其特征在于:所述电源(15)为直流电源。
6.一种使用权利要求1所述的黑棉土电渗试验装置的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:(a)将黑棉土过筛,确定的最佳含水量,配料、焖料后计算所需土样(7),将土样(7)装入盛土箱(6),使用加载板(12)压缩土样(7)至设定高度;
(b)打开第一止水夹(3)和第二止水夹(16),分别将电渗液和水注入阳极箱(5)和阴极箱(8),保持液面与土样顶面齐平;
(c)在阳极箱(5)放入第一石墨电极(4)连接电源(15)正极,阴极箱(8)放入第二石墨电极(9)连接电源(15)负极,接通电源(15),进行电渗;
(d)关闭电源(15),取下第一管路(2)和第二管路(10),使电渗液和水溢流出阳极箱(5)和阴极箱(8),使用加载板(12)压缩土样(7)至设定高度;
(e)对准加载板(12)的活塞中心安装千分表(14),并记录读数;再安装好第一管路(2)和第二管路(10),关闭第一止水夹(3)和第二止水夹(16);然后注水入阳极箱(5)和阴极箱(8),液面与土样(7)顶面保持齐平,记下开始注水时间,间隔侧记千分表读数,直至土样不再膨胀为止;
(f)通过加载板(12)对土样(7)施加压力,直至土样(7)被压缩至设定高度,获取黑棉土的膨胀力。
7.根据权利要求6所述的一种黑棉土电渗试验方法,其特征在于:所述步骤(c)电渗过程中定期更换阳极箱(5)和阴极箱(8)中的电渗液和水。
8.根据权利要求6所述的一种黑棉土电渗试验方法,其特征在于:所述步骤(e)中根据千分表(14)的读数确定土样(7)膨胀后高度与原高度,两者比值确定黑棉土膨胀稳定后的膨胀率。