一種可縮短測試時間的土水線測量裝置的製作方法

2023-07-22 02:01:11

本實用新型涉及一種可縮短測試時間的土水線測量裝置，屬於巖土體測量技術領域。

背景技術：

目前測試土水特徵曲線的方法有濾紙法、張力計測試、電/熱傳導傳感器、溼度控制法以及軸平移技術等。幾種方法主要區別在於測試的基質吸力範圍不同。濾紙法測試基質吸力範圍在1000～500000kPa,張力計測試範圍較小，一般測量範圍在1～100kPa，電/熱傳導傳感器測試範圍一般在100～400kPa，溼度控制法測試範圍在4000～600000kPa，軸平移技術的測試範圍為0～1500kPa。眾多測試方法中，軸平移技術由於其操作簡單且平衡時間易於掌控而獲得了較為廣泛的使用。

目前軸平移技術主要測試裝置就是壓力板儀，壓力板儀主要由壓力室、氣源、陶土板、出水管以及調壓閥門等組成。測試過程通過對環刀中的試樣施加預定的壓力而獲得對應的基質吸力值。但該方法在測試中，所施加的氣壓需要從環刀試樣的頂部緩緩通過試樣後經過一定時間的穩定後方可達到基質吸力平衡，對於常用的增溼法和脫溼法而言，試樣的脫水和吸水過程取決於整個試樣的平衡狀態。即試樣頂部的水需要經過整個試樣才能從試樣底部排出，吸溼時試樣頂部的水需要經歷整個試樣的高度方可達到平衡狀態，這個過程大大增加了壓力板儀測試中的試驗時間。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型提供了一種可縮短測試時間的土水線測量裝置，通過設計一種新的試樣盒，解決目前軸平移技術中測試時間較長的問題，通過該裝置能夠大大縮短基質吸力測試試驗時間，提高增溼法和脫溼法測試中的工作效率。

本實用新型通過以下技術手段解決上述技術問題：

本實用新型的一種可縮短測試時間的土水線測量裝置，其包括衝洗室，所述衝洗室與巖土試樣盒緊密接觸，所述巖土試樣盒的上下兩端設置有陶土板，巖土試樣盒的四周設置有氣壓室，衝洗室的前後兩端與體積/壓力控制器連通，氣壓室上設置有空氣壓力控制器。

所述陶土板為高進氣值陶土板，有5bar和15bar兩種規格型號，陶土板周壁上設置有密封圈，陶土板通過密封圈與氣壓室內部邊緣密封接觸，陶土板上設置有陶土板護環，陶土板護環的內側通過密封膠與陶土板緊密貼合，外側通過密封圈與氣壓室側壁緊密貼合，所述陶土板上設置有第一進出水管路。

陶土板底部設置有第二進出水管路。

所述巖土試樣盒為環筒狀結構，巖土試樣盒上設置有通氣孔，巖土試樣盒通過通氣孔與氣壓室連通，巖土試樣盒的上下兩端設置有密封圈凹槽，密封圈卡在密封圈凹槽內。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的一種可縮短測試時間的土水線測量裝置，本發明中通過改變土水特徵曲線測試中試樣盒的結構，利用上下同時設置陶土板的形式，使得試樣中的水在空氣壓力作用下可以從試樣的頂部和底部同時排出，縮短了試樣中的排水路徑和進水路徑(脫溼過程排水，增溼過程進水)。通過該裝置測試試樣的土水特徵曲線可以大大縮短測試所用試驗時間，該裝置的另外一個突出特點是可以根據試驗的具體要求選用不同尺寸的試樣盒，滿足不同粒徑試樣的測試要求。而裝置在測試大型試樣土水特徵曲線中的優越性更加顯著。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。

圖1為本實用新型的結構示意圖，

圖2為本實用新型陶土板的結構示意圖。

圖3為本實用新型陶土板底部的結構示意圖。

圖4為本實用新型巖土試樣盒結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明，如圖1、2、3和4所示：本實施例的一種可縮短測試時間的土水線測量裝置，其包括衝洗室1，所述衝洗室1與巖土試樣盒4緊密接觸，所述巖土試樣盒4的上下兩端設置有陶土板2，巖土試樣盒4的四周設置有氣壓室3，衝洗室1的前後兩端與體積/壓力控制器5連通，氣壓室3上設置有空氣壓力控制器6。

所述陶土板2為高進氣值陶土板，有5bar和15bar兩種規格型號，陶土板2周壁上設置有密封圈7，陶土板2通過密封圈7與氣壓室3內部邊緣密封接觸，陶土板2上設置有陶土板護環8，陶土板護環8的內側通過密封膠與陶土板2緊密貼合，外側通過密封圈7與氣壓室3側壁緊密貼合，所述陶土板2上設置有第一進出水管路9。

陶土板2底部設置有第二進出水管路10。

所述巖土試樣盒4為環筒狀結構，巖土試樣盒4上設置有通氣孔11，巖土試樣盒4通過通氣孔11與氣壓室3連通，巖土試樣盒4的上下兩端設置有密封圈凹槽12，密封圈7卡在密封圈凹槽12內。

如圖1中所示：衝洗室1主要進行安裝試樣前的排氣工作以及土水特徵曲線測試過程中的排氣工作，測試過程中衝洗室中始終處於飽水狀態，測試中功能為排水(脫溼)和向試樣中給水(增溼)；陶土板2有5bar和15bar兩種規格型號，根據基質吸力測試不同階段需要選擇不同規格的陶土板；氣壓室3主要將預先調控好的空氣壓力經過氣壓室中的試樣盒周圍的通氣孔作用在土樣上；巖土試樣盒4土樣在定製的環刀中削制完成後，需要經過脫模處理放置到周圍有通氣孔11的特製環刀中，保證有壓力的空氣能夠通過通氣孔進入試樣內部；體積/壓力控制器5主要用於試驗中排氣以及基質吸力測試中施加適當的孔隙水壓力，同時可以在測試中監測土樣中的出水量，根據預定時間內出水量穩定可以認為該級壓力下基質吸力達到了平衡狀態；空氣壓力控制器6，主要將外源空氣壓力調整為預先設定的壓力值，該控制器同時具備穩壓作用。

如圖2中所示：陶土板2上的密封圈7，此處的密封圈7主要用於密封陶土板2外側陶土板護環8與氣壓室3邊緣接觸帶，保證該接縫處的密封性；陶土板護環8的主要作用是內側通過密封膠與陶土板2緊密貼合，外側通過密封圈7與氣壓室3側壁緊密貼合，進而保證了陶土板2與氣壓室3側壁的密封性；第一進出水管路9主要用於試驗中試樣的排水和進水通道。

如圖3中所示：陶土板2底部設置有第二進出水管路10，第二進出水管路10的設計主要為保證將陶土板2底部的空氣排乾淨，保證測試中陶土板2底部無空氣；試驗中通過第二進出水管路10將陶土板底部的空氣排乾淨，排氣結束後，為保證衝洗室1處於飽水狀態，可施加5-10kPa的預壓力。

如圖4中所示：巖土試樣盒4為環筒狀結構，巖土試樣盒4上設置有通氣孔11，通氣孔11是圖1中氣壓室3與試樣之間的通道，空氣壓力可通過該通道施加到試樣上，巖土試樣盒4的上下兩端設置有密封圈凹槽12，密封圈7卡在密封圈凹槽12內。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。