[實(shí)用新型]一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220272623.0
• 申請(qǐng)日: 2012-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202599945U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鴻州;龐維福;彭建兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)定土樣土水特征曲線的裝置，尤其是涉及一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀。

背景技術(shù)

土水特征曲線是指土壤吸力與土的含水量、飽和度或體積含水率之間的關(guān)系曲線。土水特征曲線是非飽和土的本構(gòu)模型的重要組成部分，可用以估算非飽和土的強(qiáng)度和滲透系數(shù)等，因此它是非飽和土力學(xué)中關(guān)鍵的參數(shù)和基本的測(cè)試內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)定土的土水特征曲線一般是采用壓力板儀或滲透固結(jié)型壓力板儀等，這些壓力板儀在使用過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

(1)土樣的初始飽和條件不易實(shí)現(xiàn)。由于傳統(tǒng)壓力板儀的制樣器與陶土板之間存在空隙，使得飽和土樣中的水在試驗(yàn)開(kāi)始前便會(huì)流出，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)束后，無(wú)法利用量測(cè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反算出低吸力條件下土樣的含水量。

(2)低吸力條件不易控制。傳統(tǒng)對(duì)土壤吸力的控制只分高、低兩級(jí)，由于低氣壓段量程較大，因此受限于壓力表的精度，難于準(zhǔn)確反映實(shí)際的吸力值，對(duì)低吸力范圍的土水特征曲線的測(cè)定造成了較大影響，特別是對(duì)裂隙土的土水特征曲線難以準(zhǔn)確測(cè)定。

(3)缺乏數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化。試驗(yàn)數(shù)據(jù)需試驗(yàn)人員定期讀取，易造成人為操作誤差，影響了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，且不能對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

(4)吸力平衡條件不易判定。由于低吸力條件不易控制，且缺乏對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中土樣水分與吸力變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使得試驗(yàn)過(guò)程中土樣受吸力控制不穩(wěn)的影響，導(dǎo)致吸力平衡條件不易判斷。

(5)壓力容器的控溫效果不佳。壓力容器的溫度易隨環(huán)境變化，導(dǎo)致水蒸氣易在壓力容器內(nèi)壁冷凝，使得對(duì)土樣含水量的測(cè)定存在一定的誤差。

(6)壓力容器內(nèi)的空氣飽和度不易控制。土樣周圍的非飽和空氣會(huì)使土樣的水分逐漸蒸發(fā)，影響了試驗(yàn)結(jié)果。

(7)水分蒸發(fā)的誤差易被忽視。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀，其設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)便易用，可使土水特征曲線的測(cè)定結(jié)果更為準(zhǔn)確，測(cè)定方法更加便利。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀，其特征在于：包括壓力室系統(tǒng)、吸力控制系統(tǒng)、土樣抽氣飽和系統(tǒng)、沖刷系統(tǒng)、水質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)；所述壓力室系統(tǒng)包括底座和設(shè)置在所述底座上方的頂蓋，以及安裝在所述底座上的陶土板、制樣器和控溫保濕裝置；所述頂蓋包括固結(jié)用頂蓋和普通頂蓋，所述底座由相連接的上底座和下底座兩部分組成，所述制樣器安裝在上底座上，所述下底座上開(kāi)有沖刷凹槽，所述陶土板設(shè)置在沖刷凹槽上，所述沖刷系統(tǒng)與沖刷凹槽相接且用于沖刷陶土板擴(kuò)散出的空氣，所述沖刷系統(tǒng)與水質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)相接，所述制樣器內(nèi)設(shè)置有土樣，所述土樣與陶土板表面接觸且土樣中排出或吸入的水質(zhì)量由水質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行量測(cè)；所述上底座上開(kāi)有給排水管道，所述頂蓋上開(kāi)有進(jìn)抽氣口，所述給排水管道和進(jìn)抽氣口均與土樣抽氣飽和系統(tǒng)相接；所述吸力控制系統(tǒng)與壓力室系統(tǒng)相接，所述數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)通過(guò)電纜與壓力室系統(tǒng)、吸力控制系統(tǒng)和水質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)均相接并實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集以繪制土水特征曲線。

上述的一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀，其特征在于：所述制樣器的外壁上設(shè)置有螺紋，所述制樣器的上端設(shè)置有刃口，所述制樣器與上底座固定連接，所述制樣器的下端設(shè)置有第一O型橡膠墊圈。

上述的一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀，其特征在于：所述控溫保濕裝置由溫度控制裝置和保濕裝置組成，所述溫度控制裝置包括外室桶壁和設(shè)置在外室桶壁上的溫控加熱棒，所述保濕裝置包括內(nèi)室桶壁和貼在內(nèi)室桶壁內(nèi)壁上的濾紙；所述外室桶壁上口敞開(kāi)，所述外室桶壁的上端與所述頂蓋的下底面有距離，所述外室桶壁通過(guò)第二螺栓固定在上底座上，所述外室桶壁與上底座之間設(shè)置有第二O型橡膠墊圈。

上述的一種可直接飽和土樣的吸力精確控制型壓力板儀，其特征在于：所述土樣抽氣飽和系統(tǒng)包括儲(chǔ)水槽和真空泵，所述儲(chǔ)水槽通過(guò)第二管道與給排水管道連通，所述儲(chǔ)水槽上貼有用于測(cè)量其內(nèi)部水位變化的第一刻度標(biāo)尺，所述第二管道上安裝有第一閥門(mén)；所述真空泵通過(guò)第一管道與進(jìn)抽氣口連通，所述第一管道上安裝有真空壓力表、第二閥門(mén)和第三閥門(mén)。