1.本发明涉及测定土体孔隙比领域，具体为一种快速测定土体孔隙比的工具及使用方法。
背景技术：2.岩土工程测试领域中，孔隙比是评判土体结构特征的重要指标。通常情况下，可采用室内压缩试验等方法，并结合土的三相换算指标推导公式计算而出。
3.由于室内试验样品在现场取样、试验过程中极易被扰动，同时由于试验流程与指标换算较复杂，运用土工试验测试孔隙比往往周期较长且费时费力，造成了社会资源的极大浪费。随着社会经济发展与工程建设加快，简单、高效与环境友好正成为评价工程技术先进性的重要标志，这就迫切需要设计出能快速测定土体孔隙比的工具与方法。这对于构建环境友好型与资源节约型社会也具有极大的现实意义，而这也是当前岩土工程测试领域需要加以发展的关键技术之一。
4.申请的发明专利“基于三轴固结试验确定土体渗透系数与孔隙比关系的方法”(公告号cn104297127b)，虽然通过三轴固结试验试验计算出每一次分级降压试验中的渗透系数和孔隙比，但未涉及快速测定土体孔隙比的工具与方法。
5.申请的发明专利“一种湿式散体堆积密度及孔隙比的测定方法”(申请号cn201611150355.4)，虽然解决了传统干式散体堆积密度测试方法易受压实因素影响以且无法测得液体对样品可能造成的影响的问题，实现了简单快捷准确的测得湿式散体的孔隙比，但仍未涉及快速测定土体孔隙比的工具与方法。
6.因此，针对以上问题提出一种快速测定土体孔隙比的工具及使用方法。
技术实现要素：7.本发明的目的在于克服现有的缺陷而提供的一种快速测定土体孔隙比的工具及使用方法，其结构简单、轻巧便携与计算方便等突出优点，减少土体扰动与繁杂的试验与计算，能又好又快地即时得出土体的孔隙比。
8.实现上述目的的技术方案是：一种快速测定土体孔隙比的工具，包括t型架、三角框架和取土杯；
9.所述t型架包括横杆和螺纹竖杆，所述横杆的中部连接在所述螺纹竖杆的上端；所述螺纹竖杆的下端连接加压端；
10.所述三角框架包括支架，所述支架上连接套筒，所述支架内底面连接承压平台；所述取土杯放置在所述承压平台上；所述螺纹竖杆螺旋连接在所述套筒上。
11.优选的，所述t型架由硬性金属材质制成。
12.优选的，所述三角框架由硬性金属材质制成。
13.优选的，所述加压端的直径小于所述取土杯的内径。
14.优选的，所述取土杯由透明高强度材质制成，所述取土杯外侧壁标有体积刻度。
15.一种快速测定土体孔隙比的工具的使用方法，包括以下步骤；
16.步骤一；使用取土杯在现场进行原状土取土；
17.步骤二；通过取土杯表面刻度读取原状土总体积；
18.步骤三；将取土杯对正加压端并置于承压平台上；
19.步骤四；旋转拧转横杆带动螺纹竖杆，加压端向取土杯移动；
20.步骤五；通过加压端压缩土体至横杆不能再旋转为止；
21.步骤六；由取土杯表面刻度得到压缩后的原状土固相体积；
22.步骤七；将原状土总体积减去固相体积得到土体孔隙体积，再除以固相体积，即可得到土体孔隙比。
23.本发明的有益效果是：
24.本发明通过t型架、三角框架及取土杯的有效组合，形成一种快速测定土体孔隙比的工具，克服了常规土工试验扰动大、计算复杂以及效率低下的缺陷，提升了土体孔隙比测定的速度与效率，且最大程度上减少了对原状土的扰动与资源浪费。可以更好地为现场工程建设服务，促进岩土工程的绿色可持续发展。避免了土体的扰动与加速试验过程，提高了土工试验测定孔隙比的速度与精度，实现了岩土测试的简易化与绿色化，对于降低能源消耗与促进建筑业可持续发展有积极意义。
附图说明
25.图1是本发明的主视图；
26.图2是本发明的加压端加压示意图；
27.图3是本发明的加压端加压完成示意图。
28.图中：1、t型架；101、横杆；102、螺纹竖杆；103、加压端；201、套筒；202、支架；203、承压平台；2、三角框架；3、取土杯。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。
30.下面将结合附图对本发明作进一步说明。
31.如图1-3所示，一种快速测定土体孔隙比的工具，包括t型架1、三角框架2和取土杯3；t型架1包括横杆101和螺纹竖杆102，横杆101的中部连接在螺纹竖杆102的上端；螺纹竖杆102的下端连接加压端103；三角框架2包括支架202，支架202上连接套筒201，支架202内底面连接承压平台203；取土杯3放置在承压平台203上；螺纹竖杆102螺旋连接在套筒201上。t型架1由硬性金属材质制成。三角框架2由硬性金属材质制成。加压端103的直径小于取土杯3的内径。取土杯3由透明高强度材质制成，取土杯3外侧壁标有体积刻度。t型架1与三角框架2通过焊接形成整体结构，同时体积适中便于携带，取土杯3兼具现场取土与承压的
功能，现场使用时根据压缩前后取土杯表面刻度的变化，即可直接得到土体孔隙比。克服了常规土工试验扰动大、计算复杂以及效率低下的缺陷，提升了土体孔隙比测定的速度与效率，且最大程度上减少了对原状土的扰动与资源浪费。可以更好地为现场工程建设服务，促进岩土工程的绿色可持续发展。避免了土体的扰动与加速试验过程，提高了土工试验测定孔隙比的速度与精度，实现了岩土测试的简易化与绿色化，对于降低能源消耗与促进建筑业可持续发展有积极意义。
32.一种快速测定土体孔隙比的工具的使用方法，包括以下步骤；
33.步骤一；使用取土杯3在现场进行原状土取土；
34.步骤二；通过取土杯3表面刻度读取原状土总体积，如v0＝3.5cm3；
35.步骤三；将取土杯3对正加压端103并置于承压平台203上；
36.步骤四；旋转拧转横杆101带动螺纹竖杆102，加压端103向取土杯3移动；
37.步骤五；通过加压端103压缩土体至横杆101不能再旋转为止；
38.步骤六；由取土杯3表面刻度得到压缩后的原状土固相体积vs＝1.5cm3；
39.步骤七；将原状土总体积减去固相体积得到土体孔隙体积vv＝v0-vs＝3.5-1.5＝2.0cm3，根据土力学知识，孔隙比定义为等于土体孔隙体积与固相体积的比值即
40.e＝vv/vs
41.故e＝vv/vs＝2.0/1.5＝1.333
42.因此得到本试样土体的孔隙比为1.333。
43.工作原理：使用取土杯3在现场进行原状土取土；通过取土杯3表面刻度读取原状土总体积，如v0＝3.5cm3；将取土杯3对正加压端103并置于承压平台203上；旋转拧转横杆101带动螺纹竖杆102，加压端103向取土杯3移动；通过加压端103压缩土体至横杆101不能再旋转为止；由取土杯3表面刻度得到压缩后的原状土固相体积vs＝1.5cm3；将原状土总体积减去固相体积得到土体孔隙体积vv＝v
0-vs＝3.5-1.5＝2.0cm3，根据土力学知识，孔隙比定义为等于土体孔隙体积与固相体积的比值即
44.e＝vv/vs
45.故e＝vv/vs＝2.0/1.5＝1.333
46.因此得到本试样土体的孔隙比为1.333。
47.以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：1.一种快速测定土体孔隙比的工具，其特征在于，包括t型架(1)、三角框架(2)和取土杯(3)；所述t型架(1)包括横杆(101)和螺纹竖杆(102)，所述横杆(101)的中部连接在所述螺纹竖杆(102)的上端；所述螺纹竖杆(102)的下端连接加压端(103)；所述三角框架(2)包括支架(202)，所述支架(202)上连接套筒(201)，所述支架(202)内底面连接承压平台(203)；所述取土杯(3)放置在所述承压平台(203)上；所述螺纹竖杆(102)螺旋连接在所述套筒(201)上。2.根据权利要求1所述的一种快速测定土体孔隙比的工具，其特征在于，所述t型架(1)由硬性金属材质制成。3.根据权利要求1所述的一种快速测定土体孔隙比的工具，其特征在于，所述三角框架(2)由硬性金属材质制成。4.根据权利要求1所述的一种快速测定土体孔隙比的工具，其特征在于，所述加压端(103)的直径小于所述取土杯(3)的内径。5.根据权利要求1所述的一种快速测定土体孔隙比的工具，其特征在于，所述取土杯(3)由透明高强度材质制成，所述取土杯(3)外侧壁标有体积刻度。6.一种权利要求1所述快速测定土体孔隙比的工具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一；使用取土杯(3)在现场进行原状土取土；步骤二；通过取土杯(3)表面刻度读取原状土总体积；步骤三；将取土杯(3)对正加压端(103)并置于承压平台(203)上；步骤四；旋转拧转横杆(101)带动螺纹竖杆(102)，加压端(103)向取土杯(3)移动；步骤五；通过加压端(103)压缩土体至横杆(101)不能再旋转为止；步骤六；由取土杯(3)表面刻度得到压缩后的原状土固相体积；步骤七；将原状土总体积减去固相体积得到土体孔隙体积，再除以固相体积，即可得到土体孔隙比。
技术总结本发明涉及测定土体孔隙比技术领域，且公开了一种快速测定土体孔隙比的工具，包括T型架、三角框架和取土杯；所述T型架包括横杆和螺纹竖杆，所述横杆的中部连接在所述螺纹竖杆的上端；所述螺纹竖杆的下端连接加压端；所述三角框架包括支架，所述支架上连接套筒，所述支架内底面连接承压平台；所述取土杯放置在所述承压平台上；所述螺纹竖杆螺旋连接在所述套筒上。本发明结构简单、轻巧便携与计算方便等突出优点，减少土体扰动与繁杂的试验与计算，能又好又快地即时得出土体的孔隙比。又好又快地即时得出土体的孔隙比。又好又快地即时得出土体的孔隙比。
技术研发人员：虞莹 赵辉 张文渊 杜善丰 康湘龙 于文津 张炜婷 金小娟 李永高 蒋碧珍 马立明 王积良 邵小宴
受保护的技术使用者：中交三航局第二工程有限公司 中交第三航务工程局有限公司上海分公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
