[實用新型]一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置

有效

• 申請號: 201520249064.5
• 申請日: 2015-04-22
• 公開（公告）號: CN204536146U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 張華;張灃;袁密;申科;曹金露;李茂
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

技術領域

本實用新型一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置，涉及巖土工程技術領域。

背景技術

????濾紙法是測量非飽和土土水特征曲線的一種常用方法，具有使用成本低，吸力測量范圍大等優點。其作用原理是：建立在濾紙能夠同具有一定吸力的土通過水汽遷移達到平衡的理論基礎上。實際研究中通常測量的土的吸力有兩種，一種是總吸力，它由基質吸力和滲透吸力兩部分組成；另一種是基質吸力，其大小取決于土體的毛細作用、土體結構和表面張力等因素。利用濾紙法這兩種吸力都可以被測試出來，使用濾紙法的一般過程是首先將通過試驗得到反映濾紙含水率與土壤吸力之間關系的率定曲線，然后將濾紙與待測土樣放在一起置于密閉環境中（當濾紙與土樣接觸時測得的是土體基質吸力值，當濾紙與土樣不接觸時測得的是土體總吸力值），待濾紙質量不再變化后測量濾紙含水率，通過率定曲線最終反算出待測土樣的吸力值。

目前，有關濾紙法測土體吸力的試驗大多都在試驗進行，即將從野外取回的土樣經過擾動制樣后，將待測土樣與濾紙一起放入一個密封的罐子當中經過一段時間后測量濾紙和土體的含水率，通過同時測定多個土樣的含水率和吸力值得到土樣的土水特征曲線。這種方法操作起來比較簡單方便，然而不足的是由于室內試驗中使用的是經過擾動重制后的土樣，土樣結構和壓實度與野外原狀土有一定區別，因此測出來的土水特征曲線不一定能夠反映現場土體的真實土水特征。

發明內容

為了將濾紙法引用到土體吸力的現場測量中，本實用新型提供了一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置，該裝置在管身不同高度處設置放置濾紙的模塊，可同時測量不同深度的土體總吸力。

本實用新型采取的技術方案為：

一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置，包括測量管，所述測量管的上、下端口設置密封片，所述測量管上開設有多對貫穿孔，保護筒插入貫穿孔中，保護筒兩端露出測量管管壁，保護筒內放置有濾紙。

所述測量管管壁設有橡膠圈。

所述橡膠圈沿著測量管從下到上，厚度逐漸增加。

所述保護筒內設有齒狀卡環，濾紙放置在齒狀卡環里面。

所述保護筒兩端與測量管管壁接觸處用膠水密封。

所述測量管為PVC管。

所述密封片為橡膠片。

所述保護筒為PVC管。

本實用新型一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置，技術效果如下：

1）、保護筒的作用是作為濾紙的載體，測量管管壁與保護筒交界處用膠水密封，保護濾紙不被周圍土體擠壓和污染。

2）、為確保濾紙在保護筒中與空氣中的水蒸氣有更多的交流，保護筒中設有兩個齒狀卡環，放濾紙時將濾紙放在卡環里，避免濾紙與保護筒的筒壁接觸。

3）、橡膠圈從下到上厚度有所增加，是因為在實際操作中，鉆孔器鉆孔洞時，由于鉆筒旋轉會導致離地面較淺處的孔洞孔徑尺寸比鉆筒尺寸稍大，因此測量管上部的橡膠圈的厚度也相應增大，以確保橡膠圈與土體接觸良好。

4）、該測量裝置的主要材料為幾段PVC管和少許橡膠片和膠水，制作起來也相當簡單，不需要用一些精密的加工工具。在制作簡單的基礎上，該裝置可以很好地完成不同深度土壤的總吸力測量工作，操作過程簡單，值得在土壤吸力的現場測量工作中推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的主視結構示意圖；

圖2是本實用新型裝置的側視結構示意圖；

圖3是本實用新型裝置的濾紙結構示意圖；

圖4是本實用新型裝置的保護筒結構示意圖。

圖5是本實用新型裝置測試狀態圖。

具體實施方式

如圖1~圖5所示，一種基于濾紙法的土壤總吸力現場測量裝置，包括測量管1，測量管1形狀大體呈管狀，測量管1為外徑50mm，內徑47mm，長度320mm的PVC管。該管的上下端口都用直徑50mm，厚度3mm的密封片2，密封片2為橡膠片，密封片2封閉PVC主體管身，防止土中的水分通過管身通道蒸發流失。

測量管1的作用主要是：維持裝置入土深度并作為放置濾紙5及其保護筒4的載體。測量管1設計有多個保護筒4，本實施例優先采用2個保護筒4，分別在離測量管1下端口（因該端口為裝置中入土最深的部分）90mm和190mm處，保護筒4為外徑20mm，內徑17mm，長度54mm的PVC管，先用開孔器分別在距管身下端口90mm和190mm處開一對直徑為20mm的貫穿孔3，然后再將保護筒4插入貫穿孔3中，保護筒4兩端分別露出管壁2mm，管壁與保護筒4交界處用膠水密封。