[發明專利]一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置及操作方法

有效

• 申請號: 201510443325.1
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105067401B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 齊昌廣;劉干斌;王艷;鄧岳保;范高飛
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發明涉及一種快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，特別涉及一種采用低粘滯性的混合液體配制而成的透明土中孔隙溶液的回收技術和操作方法。

背景技術

由于傳統土體的非透明性，不可能連續觀測到土體內部任意點的變形情況，然而隨著透明土的出現及其在巖土工程物理模擬試驗中的應用，使得觀測內部的土體變形和土體內部構筑物的變形成為可能。透明土是由透明的固體顆粒和折射率相匹配的孔隙溶液組成，當前學術文獻記載的組成透明土的所用固體顆粒和孔隙溶液如圖1所示。透明土已被用來研究一些巖土工程中的機理問題，如滲流、淺基礎和深基礎等。之后，為了研究透明土體-結構物間的相互作用，又發展了一個非侵入測量透明土內部變形的系統。因此，透明土在工程機理的研究中已起到不可替代的作用。

在透明土的應用實驗中，最難的是如何配置透明性較好的透明土，它的配制過程一般相當緩慢。從圖5中可以看出，所用的配制透明土的孔隙溶液(除家族3外)均是由2種化學用油按照一定的質量比或體積比配制而成的，化學用油的密度一般均小于水體的密度。當前市場中，單位重量的固體顆粒的價格不足單位重量孔隙溶液價格的十分之一，故透明土的配制價格是由孔隙溶液的價格決定的，另外，透明土是一次性的，不具備多次使用的特性，故當前使用透明土的成本居高不下。因此，如果能夠重新回收利用試驗完畢后的透明土中的孔隙溶液將會降低透明土實驗的成本。然而，目前在透明土的試驗過程中，還沒有一種有效的回收再利用透明土中孔隙溶液的設備或方法。

因此，目前亟需尋求一種即能降低實驗成本，又能循環利用透明土中孔隙溶液的快速回收裝置或方法顯得十分重要。

發明內容

本發明的目的就是克服上述缺陷，提供一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置及操作方法。

一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置，包括：厚壁容器、密封圈、受力盤、導管和孔隙溶液容器；厚壁容器是透明的，密封圈與受力盤緊密牢固連接，壓入到厚壁容器后與厚壁容器內側呈封閉接觸，可在豎向壓力下沿厚壁容器內側滑動；受力盤中開設溢出口，溢出口直接與導管連接，導管的另一端深入到孔隙溶液容器內。

一種快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，包括以下的步驟：

步驟一、松動已在透明土容器中配制好的透明土，使其處于松散狀態；

步驟二、將松散狀態的透明土倒入厚壁容器中，并倒入相同體積的蒸餾水；

步驟三、采用微型攪拌器攪拌透明土與蒸餾水的混合體，使透明土中的孔隙溶液懸浮上升，蒸餾水和透明土固體顆粒下沉；

步驟四、連接好帶有溢出口的受力盤和密封圈，溢出口連接好導管，并插入到盛有透明土的厚壁容器內；

步驟五、當受力盤與孔隙溶液表面接觸后，施加豎向壓力，孔隙溶液則通過溢出口和導管逐步轉移到孔隙溶液容器中；

步驟六、當受力盤剛好接觸蒸餾水后停止施加豎向壓力；

步驟七、采用蒸餾法對孔隙溶液進行分離，完成透明土中孔隙溶液的回收。

作為優選,步驟一中：透明土中的孔隙溶液是由兩種折射率不同的油體混合而成的，一種油體的折射率大于固體顆粒的折射率，另一種油體的折射率小于固體顆粒的折射率，各液體的密度小于蒸餾水的密度，且不與蒸餾水相溶。

作為優選,步驟五中：豎向壓力即可以通過機械施加，也可以人工控制施加。

本發明的有益效果是：

本發明對當前實驗中所配置的透明土在使用完畢后進行分離，將配置的透明土的原材料分別提取出來，使得透明土的原材料得到了回收再利用，大大避免了材料浪費，節省了實驗成本。

本發明在對透明土中孔隙溶液回收的同時，也間接地把透明土中的固體顆粒分離出去，使其也可得到回收再利用，進一步避免了材料浪費，節省了實驗成本。

采用本發明所回收的孔隙溶液可以直接作為下一個透明土模型制作，無需再次重新配置折射率相匹配的孔隙溶液，節省了配制透明土的時間。

可對本發明所回收的孔隙溶液進行蒸餾分離，將孔隙溶液中的各混合液體逐個分離出去，即可用于新的孔隙溶液的制配，也可用于其它實驗的需要，使得實驗材料得到重新和充分利用。

附圖說明

圖1是快速回收透明土中孔隙溶液的裝置；

圖2是圖1中的A-A截面示意圖；

圖3是密封圈和受力盤的連接剖面詳圖；

圖4是透明土固體顆粒和孔隙溶液的分離示意圖。

圖5是透明土的組成示意圖。