[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

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,包括瓶體，瓶體內設有土樣，土樣置于托盤內，托盤下端固定在底盤上，底盤通過載重傳感器與瓶體內的支撐骨架連接；所述土樣上方、一側安裝有攝像頭一號、攝像頭二號。本發明提供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，可通過直接測量土樣體積來得到土樣的體積含水率，提高精確度。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體涉及到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。

背景技術

土工實驗中采用的運用鹽溶液法快速測定土-水特征曲線的實驗裝置在得到土樣體積含水率時候是采用通過測定土樣與水蒸氣之間的水氣交換平衡前后土樣質量的變化，得到最終含水率再計算得到其體積含水率，但是這個裝置存在著以下幾點不合理之處：其一：通過最終含水率計算得到土樣的體積含水率在計算過程中容易產生實驗誤差；其二：原裝置只能觀察到土樣質量的變化而不能觀察并充分考慮到土樣體積的變化；其三：通過最終含水率計算得到體積含水率的方法較為麻煩，不方便。因此需要找到一種解決上述弊端的裝置來提升實驗質量和效益。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供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，不僅能通過觀察到試樣體積的變化，還能通過測量土樣體積來得到土樣的體積含水率同時提高實驗的質量和效率。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

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,包括瓶體，瓶體內設有土樣，土樣置于托盤內，托盤下端固定在底盤上，底盤通過載重傳感器與瓶體內的支撐骨架連接；所述土樣上方、一側安裝有攝像頭一號、攝像頭二號。

所述瓶體包括瓶身、瓶底槽及瓶蓋，瓶身上下分別與瓶底槽、瓶蓋螺紋連接。

所述托盤上布滿漏孔，托盤與土樣之間設有透水紙。

所述托盤的直徑不小于土樣的直徑，底盤的直徑大于托盤的直徑。

所述攝像頭一號、攝像頭二號與工控機通訊連接，將采集到的圖像傳遞給工控機；所述載重傳感器與控制器連接。

一種精確測定鹽溶液法土-水特征曲線的方法，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。將待測的土樣放入托盤中，將其中一種過飽和鹽溶液倒入瓶底槽中，并將瓶身、瓶底槽、瓶蓋組裝密封。通過工控機獲得此時土樣的體積與質量分別為V₀和m₀；

步驟2)、等到載重傳感器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。放置后通過工控機讀數，至載重傳感器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；