[發(fā)明專利]一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910816903.X
• 申請(qǐng)日: 2019-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110455669A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;于光濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N5/04
• 分類號(hào): 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(wù)所
• 代理人: 李末黎<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土?水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置,包括瓶體，瓶體內(nèi)設(shè)有土樣，土樣置于托盤(pán)內(nèi)，托盤(pán)下端固定在底盤(pán)上，底盤(pán)通過(guò)載重傳感器與瓶體內(nèi)的支撐骨架連接；所述土樣上方、一側(cè)安裝有攝像頭一號(hào)、攝像頭二號(hào)。本發(fā)明提供的一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土?水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置，可通過(guò)直接測(cè)量土樣體積來(lái)得到土樣的體積含水率，提高精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

土工實(shí)驗(yàn)中采用的運(yùn)用鹽溶液法快速測(cè)定土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置在得到土樣體積含水率時(shí)候是采用通過(guò)測(cè)定土樣與水蒸氣之間的水氣交換平衡前后土樣質(zhì)量的變化，得到最終含水率再計(jì)算得到其體積含水率，但是這個(gè)裝置存在著以下幾點(diǎn)不合理之處：其一：通過(guò)最終含水率計(jì)算得到土樣的體積含水率在計(jì)算過(guò)程中容易產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差；其二：原裝置只能觀察到土樣質(zhì)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(guò)最終含水率計(jì)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(lái)提升實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能通過(guò)觀察到試樣體積的變化，還能通過(guò)測(cè)量土樣體積來(lái)得到土樣的體積含水率同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種通過(guò)運(yùn)用攝影測(cè)量技術(shù)精確快速測(cè)定鹽溶液法土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)裝置,包括瓶體，瓶體內(nèi)設(shè)有土樣，土樣置于托盤(pán)內(nèi)，托盤(pán)下端固定在底盤(pán)上，底盤(pán)通過(guò)載重傳感器與瓶體內(nèi)的支撐骨架連接；所述土樣上方、一側(cè)安裝有攝像頭一號(hào)、攝像頭二號(hào)。

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(pán)上布滿漏孔，托盤(pán)與土樣之間設(shè)有透水紙。

所述托盤(pán)的直徑不小于土樣的直徑，底盤(pán)的直徑大于托盤(pán)的直徑。

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

一種精確測(cè)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(cè)土樣及多種相對(duì)濕度不同的過(guò)飽和鹽溶液。將待測(cè)的土樣放入托盤(pán)中，將其中一種過(guò)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(guò)工控機(jī)獲得此時(shí)土樣的體積與質(zhì)量分別為V₀和m₀；

步驟2)、等到載重傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)不變時(shí)認(rèn)為土樣與水蒸氣之間的水汽交換達(dá)到平衡，認(rèn)為待測(cè)土樣中吸力等于飽和蒸氣壓；此時(shí)記錄下土樣的體積與質(zhì)量分別記為V₁和m₁，此時(shí)試驗(yàn)前后土樣質(zhì)量的變化量為Δm₁＝m₀-m₁；

步驟3)、待測(cè)土樣不變，更換另一種過(guò)飽和鹽溶液。放置后通過(guò)工控機(jī)讀數(shù)，至載重傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)不變時(shí)認(rèn)為土樣與水蒸氣之間的水汽交換達(dá)到平衡，認(rèn)為待測(cè)土樣中吸力等于飽和蒸氣壓記錄下土樣的體積與質(zhì)量分別記為V₂和m₂，此時(shí)試驗(yàn)前后土樣質(zhì)量的變化量為Δm₂＝m₁–m₂；

步驟4)、重復(fù)步驟3)，直到多種過(guò)飽和鹽溶液在水汽交換達(dá)到平衡后測(cè)得的V_i和m_i，試驗(yàn)前后土樣質(zhì)量的變化量為Δm_i＝m_i-1-m_i；