一種非飽和土進氣值測定裝置製造方法
2023-05-27 20:20:26 1
一種非飽和土進氣值測定裝置製造方法
【專利摘要】一種非飽和土進氣值測定裝置，它包括蓋板、壓力室側壁、陶土板、基座、進水管、無水壓排水量管和臺架，所述蓋板、壓力室側壁和基座組成封閉的測試空間，在蓋板上設置與壓力氣源連通的進氣管路，所述陶土板固定在基座上，在基座中心部位設置與進水管連通的進水管路，在基座的一側設置與無水壓排水量管連通的出水管路，所述進水管和無水壓排水量管分別安裝在兩側布置的臺架上，所述基座上設置等距螺旋線型排水溝槽。本發明通過排水溝槽使基座底部氣泡隨水流自動排出，並且氣泡帶來的誤差不被計入排水量測量值中，進而保證了測試結果的準確性。
【專利說明】一種非飽和土進氣值測定裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測試裝置，尤其是一種適用於非飽和土進氣值測定的測試裝置，屬於測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]非飽和土的進氣值(AEV)是指引起土體內部最大孔隙產生非飽和所必須的基質吸力，它是劃分土體處於部分飽和(飽和)與非飽和狀態的重要參數。進氣值的精度對起點在高飽和度區的脫溼掃描線有較大的影響，同時對於毛細阻滯型防滲層設計也起到至關重要的作用。因此，準確測定材料的進氣值成為了土水特性曲線測試中一項非常重要的工作。
[0003]壓力板儀是測定土水特徵曲線的基本設備之一，常用的測試儀器為FredlundSWCC 土水特徵曲線壓力板儀，申請號為201120271620.0的中國發明專利也提供了一種土水特性曲線測試儀，在採用上述儀器進行非飽和土進氣值測定過程時，一般假設土體下水壓力為零，施加氣壓即基質吸力，然而，排水量管常被固定在儀器臺架上，排水量管內初始液面一般要高於土樣20CM左右，這樣就會在土下產生2KPa的水壓力，且隨著排水量管內水位不斷上升，這個常存在於土中的變化的水壓力對於非飽和土進氣值的測試精度有著明顯的影響。同時，由於運移作用，在陶土板下出現氣泡，氣泡在排水管路中匯集，其體積容易被錯誤地讀作排水量，進而影響了排水量測試的準確性，為解決這個問題，目前大多採用反覆衝刷的方法將氣泡排出，這樣不僅使得操作步驟更為繁瑣，也增加了測試工作的難度。因此，研製一種使土樣在脫水、浸溼過程中都處於零水壓梯度狀態，並可自動排出基座氣泡的非飽和土進氣值測定裝置，對於精確測試進氣值及土水特性曲線有著重要意義。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於針對現有技術之弊端，提供一種能將基座底部氣泡自動排出，且保證測試過程中土樣下無水壓力的非飽和土進氣值測定裝置。
[0005]本發明所述問題是以下述技術方案實現的:
一種非飽和土進氣值測定裝置，它包括蓋板、壓力室側壁、陶土板、基座、進水管、無水壓排水量管和臺架，所述蓋板、壓力室側壁和基座組成封閉的測試空間，在蓋板上設置與壓力氣源連通的進氣管路，所述陶土板固定在基座上，在基座中心部位設置與進水管連通的進水管路，在基座的一側設置與無水壓排水量管連通的出水管路，所述進水管和無水壓排水量管分別安裝在兩側布置的臺架上，其特別之處在於:所述基座上設置橫截面為等距螺旋線型的排水溝槽。
[0006]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述排水溝槽深度由其中心位置向外呈遞減趨勢，在其中心位置處排水溝槽深度為最大值，在排水溝槽中心位置處設置與進水管路連通的進水孔。
[0007]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述排水溝槽末端深度為最小值，在排水溝槽末端設置與出水管路連通的出水孔。[0008]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述無水壓排水量管頂端採用縮口結構，在無水壓排水量管與陶土板頂等高的位置處設置一個側導入管，所述側導入管一端與出水管路連接，另一端插入無水壓排水量管中，側導入管與無水壓排水量管夾角α=80°。
[0009]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述進水管底部設置進水控制閥門。
[0010]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述出水管路上設置出水控制閥門。
[0011]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述無水壓排水量管底部設置排水控制閥門。
[0012]上述非飽和土進氣值測定裝置，所述進氣管路上設置進氣控制閥門。
[0013]本發明在基座中設置橫截面為等距螺旋線型排水溝槽，其出水孔和進水孔一高一低，位於排水溝槽末端的高出水孔與無水壓排水量管相連接，位於排水溝槽中心位置處的低進水孔與進水管相連接。在進行非飽和土進氣值測定時，氣泡在排水溝槽中生成後，受浮力作用氣泡上浮，氣泡經螺旋線型排水溝槽的高出水孔進入出水管中，最後由無水壓排水量管上口排出，不進入量管下部水中，這樣自動避免了空氣對測定結果的影響；本發明將無水壓排水量管的側導入管設計為與陶土板頂面一致的高度，使被測試土樣在排水、浸水過程中水力梯度為零，保證了測試結果的準確性。總之，本發明通過設置在基座上的排水溝槽使基座底部氣泡可以自動排出，免去了反覆衝刷的繁瑣操作步驟，同時採用了零水頭的無水壓排水量管設計，既保證了非飽和土進氣值測定過程中陶土板底部無水壓力，提高了基質吸力控制的精度，又保證了氣泡帶來的誤差不被計入排水量測量值中，進而保證了測試結果的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0015]圖1是本發明結構示意圖；
圖2是基座剖面結構示意圖；
圖3是基座俯視圖；
圖4是無水壓排水量管結構示意圖。
[0016]圖中各標號清單為:1、進水管，2、進水控制閥門，3、進水管路，4、基座，4-1、排水溝槽，4-2、進水孔，4-3、出水孔，5、出水管路，6、出水控制閥門，7、無水壓排水量管，7-1、測導入管，7-2、縮口結構，8、陶土板，9、土樣，10、壓力室側壁，11、緊固螺栓，12、蓋板，13、進氣控制閥門，14、進氣管路，15、臺架，16、排水控制閥門。
【具體實施方式】
[0017]參看圖1,本發明包括蓋板12、壓力室側壁10、陶土板8、基座4、進水管1、無水壓排水量管7和臺架15，所述蓋板12、壓力室側壁10和基座4組成封閉的測試空間，蓋板12與基座4通過緊固螺栓11緊固連接，在蓋板12上設置與壓力氣源連通的進氣管路14，所述陶土板8固定在基座4上，在基座4的中心部位設置與進水管I連通的進水管路3，在基座4的一側設置與無水壓排水量管7連通的出水管路5，所述進水管I和無水壓排水量管7分別安裝在兩側布置的臺架15上；所述基座4上設置等距螺旋線型排水溝槽4-1。
[0018]參看圖1，本發明在進水管I底部設置進水控制閥門2，在出水管路5上設置出水控制閥門6，在無水壓排水量管7底部設置排水控制閥門16，在進氣管路14上設置進氣控制閥門13。
[0019]參看圖2、圖3，本發明的排水溝槽4-1的深度由其中心位置向外呈遞減趨勢，在其中心位置處排水溝槽深度為最大值，在排水溝槽4中心位置處設置與進水管路連通的進水孔4-2，排水溝槽4-1末端深度為最小值，在排水溝槽4末端設置與出水管路連通的出水孔4_3 ο
[0020]參看圖4，本發明的無水壓排水量管7頂部採用縮口結構7-2，減少了測試過程中無水壓排水量管7內水分的蒸發，在無水壓排水量管7與陶土板8頂面等高的位置處設置一個側導入管7-1，所述側導入管7-1 —端與基座出水孔4-3連接，另一端插入無水壓排水量管7中，側導入管7-1與無水壓排水量管7的夾角α =80°。
[0021]本發明在基座4中設置等距螺旋線型排水溝槽4-1，其出水孔4-3和進水孔4_2一高一低，位於排水溝槽末端的高出水孔4-3與無水壓排水量管7相連接，位於排水溝槽中心位置處的低進水孔4-2與進水管I相連接。在進行脫溼曲線的測試前，將進水閥門2及排水閥門6打開，排出溝槽中的氣體，然後依次關閉排水閥門6及進水閥門2，打開無水壓排水量管閥門16，將多餘水排出後關閉。在進行非飽和土進氣值測定時，壓力室內部分的空氣溶於水中，通過高進氣值陶土板8進入排水溝槽4-1中，空氣會聚集到高處即陶土板8的底部形成氣泡，氣泡隨隨水流經螺旋線型排水溝槽4-1由高出水孔4-3排出，因此減小了空氣對試驗結果的影響。
【權利要求】
1.一種非飽和土進氣值測定裝置，它包括蓋板(12)、壓力室側壁(10)、陶土板(8)、基座(4)、進水管(I)、無水壓排水量管(7)和臺架(15)，所述蓋板(12)、壓力室側壁(10)和基座(4)組成封閉的測試空間，在蓋板(12)上設置與壓力氣源連通的進氣管路(14)，所述陶土板(8)固定在基座(4)上，在基座(4)的中心部位設置與進水管(I)連通的進水管路(3)，在基座(4 )的一側設置與無水壓排水量管(7 )連通的出水管路(5 )，所述進水管(I)和無水壓排水量管(7)分別安裝在兩側布置的臺架(15)上，其特徵是，所述基座(4)上設置等距螺旋線型排水溝槽(4-1)。
2.根據權利要求1所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述排水溝槽(4-1)的深度由其中心位置向外呈遞減趨勢，在其中心位置處排水溝槽深度為最大值，在排水溝槽(4)中心位置處設置與進水管路連通的進水孔(4-2)。
3.根據權利要求2所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述排水溝槽(4-1)末端深度為最小值，在排水溝槽(4)末端設置與出水管路連通的出水孔(4-3)。
4.根據權利要求3所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述無水壓排水量管(7 )頂部採用縮口結構(7-2 )，在無水壓排水量管(7 )與陶土板(8 )頂面等高的位置處設置一個側導入管(7-1)，所述側導入管(7-1)—端與基座出水孔(4-3)連接，另一端插入無水壓排水量管(7)中，側導入管(7-1)與無水壓排水量管(7)的夾角α=80°。
5.根據權利要求4所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述進水管(I)底部設置進水控制閥門(2)。
6.根據權利要求5所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述出水管路(5)上設置出水控制閥門(6)。
7.根據權利要求6所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述無水壓排水量管(7 )底部設置排水控制閥門(16 )。
8.根據權利要求7所述的一種非飽和土進氣值測定裝置，其特徵是，所述進氣管路(14)上設置進氣控制閥門(13)。
【文檔編號】G01N33/24GK103743882SQ201310716611
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】馮懷平, 常建梅, 王志鵬, 葉朝良, 林延傑, 劉亞飛 申請人:石家莊鐵道大學