[發明專利]一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置

在審

• 申請號: 201910816903.X
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110455669A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 張華;于光濤
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01B11/00;G01B11/24;G01B11/16;G01B11/08;G01B11/02
• 代理公司: 42103 宜昌市三峽專利事務所
• 代理人: 李末黎<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置,其特征在于：包括瓶體(1)，瓶體(1)內設有土樣(12)，土樣(12)置于托盤(6)內，托盤(6)下端固定在底盤(7)上，底盤(7)通過載重傳感器(9)與瓶體(1)內的支撐骨架(8)連接；所述土樣(12)上方、一側安裝有攝像頭一號(2)、攝像頭二號(11)。

2.根據權利要求1所述的一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置，其特征在于：所述瓶體(1)包括瓶身(3)、瓶底槽(10)及瓶蓋(15)，瓶身(3)上下分別與瓶底槽(10)、瓶蓋(15)螺紋連接。

3.根據權利要求1所述的一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置，其特征在于：所述托盤(6)上布滿漏孔，托盤(6)與土樣(12)之間設有透水紙(4)。

4.根據權利要求3所述的一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置，其特征在于：所述托盤(6)的直徑不小于土樣(12)的直徑，底盤(7)的直徑大于托盤(6)的直徑。

5.根據權利要求1所述的一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置，其特征在于：所述攝像頭一號(2)、攝像頭二號(11)與工控機(14)通訊連接，將采集到的圖像傳遞給工控機(14)；所述載重傳感器(9)與控制器(13)連接。

6.根據權利要求1-5所述的一種通過運用攝影測量技術精確快速測定鹽溶液法土-水特征曲線的實驗裝置進行土-水特征曲線測定的方法，其特征在于：包括以下步驟:

步驟1)、制備待測土樣及多種相對濕度不同的過飽和鹽溶液。將待測的土樣(12)放入托盤(6)中，將其中一種過飽和鹽溶液倒入瓶底槽(10)中，并將瓶身(3)、瓶底槽(10)、瓶蓋(15)組裝密封。通過工控機(14)獲得此時土樣(12)的體積與質量分別為V₀和m₀；

步驟2)、等到載重傳感器(9)測量的數據不變時認為土樣與水蒸氣之間的水汽交換達到平衡，認為待測土樣中吸力等于飽和蒸氣壓；此時記錄下土樣的體積與質量分別記為V₁和m₁，此時試驗前后土樣質量的變化量為Δm₁＝m₀-m₁；

步驟3)、待測土樣不變，更換另一種過飽和鹽溶液。放置后通過工控機(14)讀數，至載重傳感器(9)測量的數據不變時認為土樣與水蒸氣之間的水汽交換達到平衡，認為待測土樣中吸力等于飽和蒸氣壓記錄下土樣的體積與質量分別記為V₂和m₂，此時試驗前后土樣質量的變化量為Δm₂＝m₁–m₂；

步驟4)、重復步驟3)，直到多種過飽和鹽溶液在水汽交換達到平衡后測得的V_i和m_i，試驗前后土樣質量的變化量為Δm_i＝m_i-1-m_i；

步驟5)、查表得到不同飽和鹽溶液在室溫時的相對濕度并在編程過程中輸入到工控機(14)中，通過工控機(14)編程實現對相關數據的采集和計算，最終得到土樣在各種過飽和鹽溶液相對濕度下的吸力；

步驟6)、待多種飽和鹽溶液試驗完畢后，取出土樣(12)，放入烘干機中完全烘干后稱量土樣的質量記為m_i+1，烘干前后的質量差記為Δm_i+1＝m_i-m_i+1；

步驟7)、通過土樣體積含水率公式最終獲得每一種飽和鹽溶液測試后的體積含水率；

步驟8)、最終繪制以待測土樣體積含水率為縱坐標，以待測土樣的吸力為橫坐標的土水特征曲線。