一種巖土體吸水試驗裝置製造方法
2023-05-10 23:08:46
一種巖土體吸水試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種巖土體吸水試驗裝置,包括底座、水循環系統及水位控制系統，底座上設有第一支架和第二支架，水循環系統中，集水槽固定於底座上，溢流槽設在第一支架的上端，溢流槽內通過一個豎直隔板分隔為左槽和右槽，豎直隔板的高度小於溢流槽的外圍高度，集水槽通過注水管連通到右槽底部，注水管上設水泵，左槽底部通過回流管連接到集水槽；水位控制系統中，平衡水槽設在第二支架上端，平衡水槽內設有水平隔板，水平隔板上均勻設有多個孔，水平隔板上表面與豎直隔板頂端位於同一水平線上，引水管一端連通溢流槽的右槽底部、另一端連通平衡水槽，引水管上設有液體流量計。本發明優點：能實現在吸水試驗中巖土體樣品吸水界面水位的自動穩定。
【專利說明】一種巖土體吸水試驗裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及吸水試驗裝置【技術領域】，尤其涉及的是一種巖土體吸水試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 為了研究巖土體吸水量和吸水速率隨時間的變化特性，吸水試驗尤其是無壓吸水 試驗被廣泛採用。如今巖土體無壓吸水試驗裝置繁雜，沒有統一的試驗裝置。大多數無壓吸 水試驗將巖土體樣品與水面直接接觸吸水，待巖土體樣品吸水使得水面下降一定幅度後， 再加水使水面回升。此種吸水試驗操作不便，且伴隨著水位變化及水壓變化，無法準確獲得 巖土體樣品吸水量和吸水速率隨時間的變化特性。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種結構簡單、操作簡便、能實現 在吸水試驗過程中巖土體吸水界面水位的自動穩定的巖土體吸水試驗裝置。
[0004] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0005] -種巖土體吸水試驗裝置，包括底座、水循環系統及水位控制系統，所述底座上 設置有向上伸出的第一支架和第二支架，所述水循環系統包括集水槽、溢流槽、水泵、注水 管和回流管，所述集水槽固定於所述底座上，所述溢流槽設置在所述第一支架的上端，所述 溢流槽內通過一個堅直隔板分隔為左槽和右槽，所述堅直隔板的高度小於所述溢流槽的外 圍高度，所述集水槽通過所述注水管連通到所述右槽底部，所述注水管上設置所述水泵，所 述左槽底部通過所述回流管連接到所述集水槽；所述水位控制系統包括平衡水槽、引水管 及液體流量計，所述平衡水槽設置在所述第二支架的上端，所述平衡水槽內設置有水平隔 板，所述水平隔板上均勻設有多個上下貫通的孔，所述水平隔板上表面與所述堅直隔板頂 端位於同一水平線上，所述水平隔板上表面用於放置所述巖土體樣品，所述引水管一端連 通所述溢流槽的右槽底部、另一端連通所述平衡水槽，且所述引水管上設置有檢測流量的 液體流量計。
[0006] 作為上述述的一種巖土體吸水試驗裝置的優選實施方式，所述水平隔板上表面與 所述巖土體樣品之間設置有濾紙。
[0007] 作為上述述的一種巖土體吸水試驗裝置的優選實施方式，所述液體流量計為瞬時 流量計或累計流量計。
[0008] 本發明相比現有技術具有以下優點：
[0009] 本發明提供的一種巖土體吸水試驗裝置，利用集水槽、溢流槽、水泵、注水管和回 流管形成的水循環系統實現了水的循環利用，能節約用水，且供水連續性好；基於連通器原 理，利用溢流槽、平衡水槽、引水管及液體流量計形成的水位控制系統，實現了在吸水試驗 的過程中巖土體樣品吸水界面水位的自動穩定，而無需往平衡水槽中加水使水面回升，操 作簡單方便，且由於其吸水界面的水位能自動持續穩定，且為單面吸水、吸水界面處水壓為 零，因此能準確獲得巖土體樣品吸水量或吸水速率隨時間的變化特性。此外，本巖土體吸水 試驗裝置結構簡單，取材方便，成本低，適於大範圍推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。
[0012] 參見圖1，本實施例提供的一種巖土體吸水試驗裝置，包括底座1、水循環系統及 水位控制系統，底座1上設置有向上伸出的第一支架2和第二支架3,水循環系統包括集水 槽4、溢流槽5、水泵8、注水管7和回流管9,集水槽4固定於底座1上，溢流槽5設置在第 一支架2的上端，溢流槽5內通過一個堅直隔板6分隔為左槽和右槽，堅直隔板6的高度小 於溢流槽5的外圍高度，集水槽4通過注水管7連通到右槽底部，注水管7上設置水泵8,左 槽底部通過回流管9連接到集水槽4 ;水位控制系統包括平衡水槽12、引水管10及液體流 量計11，平衡水槽12設置在第二支架3的上端。平衡水槽12內設置有水平隔板13,水平 隔板13上均勻設有多個上下貫通的孔，水平隔板13上表面與堅直隔板6頂端位於同一水 平線上，水平隔板13上表面用於放置巖土體樣品14,水平隔板13上表面與巖土體樣品14 之間設置有濾紙。引水管10 -端連通溢流槽5的右槽底部、另一端連通平衡水槽12,且引 水管10上設置有檢測流量的液體流量計11。液體流量計11根據需要選用瞬時流量計或累 計流量計，當需要獲得巖土體樣品14累積吸水量隨時間的變化特性時採用累積流量計，當 需要獲得巖土體樣品14瞬時吸水速率隨時間的變化特性時採用瞬時流量計。
[0013] 上述水循環系統進行水循環的工作原理如下：向集水槽4注水，利用水泵8將集水 槽4中的水送至溢流槽5的右槽，直至溢流槽5的右槽內的水經過堅直隔板6溢流進入左 槽，左槽的水通過回流管9流入集水槽4,如此反覆循環，即可實現水的循環利用，能節約用 水，且供水連續性好。
[0014] 上述水位控制系統的工作原理如下：利用水循環系統中水泵8向溢流槽5注水的 同時，溢流槽5的右槽中的水經過引水管10流經液體流量計11進入平衡水槽12,直至平衡 水槽12中水位與溢流槽5的右槽中水位一致，即平衡水槽12中的水面剛好沒過水平隔板 13的上表面，即達到水位平衡，此時僅巖土體樣品14的底面為吸水面，巖土體樣品14為單 面、無壓吸水。
[0015] 巖土體樣品14吸水試驗過程為：
[0016] ①巖土體樣品14製備：製備截面積小於水平隔板13的柱狀巖土體樣品14 ;
[0017] ②在水平隔板13上即將放置巖土體樣品14處的位置放置濾紙；
[0018] ③待濾紙吸水飽和後，打開液體流量計11，將巖土體樣品14放置在濾紙上，每間 隔一定時間讀取並記錄液體流量計11顯示的讀數，直至液體流量計11讀數不再變化；
[0019] ④根據吸水時間和相對應的液體流量計11讀數，即可準確獲得巖土體樣品14累 積吸水量（採用累積流量計）或瞬時吸水速率（採用瞬時流量計）隨時間的變化特性。
[0020] 本實施例提供的一種巖土體吸水試驗裝置，基於連通器原理，利用水位控制系統 結合水循環系統，實現了在吸水試驗的過程中巖土體樣品14吸水界面水位的自動穩定，而 無需往平衡水槽12中加水使水面回升，操作簡單方便，且由於其吸水界面的水位能自動持 續穩定、吸水界面處水壓為零，因此能準確獲得巖土體樣品14吸水量或吸水速率隨時間的 變化特性。此外，本巖土體吸水試驗裝置結構簡單，取材方便，成本低，適於大範圍推廣使 用。
[0021] 以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種巖土體吸水試驗裝置，其特徵在於：包括底座、水循環系統及水位控制系統，所 述底座上設置有向上伸出的第一支架和第二支架，所述水循環系統包括集水槽、溢流槽、水 泵、注水管和回流管，所述集水槽固定於所述底座上，所述溢流槽設置在所述第一支架的上 端，所述溢流槽內通過一個堅直隔板分隔為左槽和右槽，所述堅直隔板的高度小於所述溢 流槽的外圍高度，所述集水槽通過所述注水管連通到所述右槽底部，所述注水管上設置所 述水泵，所述左槽底部通過所述回流管連接到所述集水槽；所述水位控制系統包括平衡水 槽、引水管及液體流量計，所述平衡水槽設置在所述第二支架的上端，所述平衡水槽內設置 有水平隔板，所述水平隔板上均勻設有多個上下貫通的孔，所述水平隔板上表面與所述堅 直隔板頂端位於同一水平線上，所述水平隔板上表面用於放置所述巖土體樣品，所述引水 管一端連通所述溢流槽的右槽底部、另一端連通所述平衡水槽，且所述引水管上設置有檢 測流量的液體流量計。
2. 如權利要求1所述的一種巖土體吸水試驗裝置，其特徵在於：所述水平隔板上表面 與所述巖土體樣品之間設置有濾紙。
3. 如權利要求1所述的一種巖土體吸水試驗裝置，其特徵在於：所述液體流量計為瞬 時流量計或累計流量計。
【文檔編號】G01N15/08GK104089867SQ201410337508
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】蔡毅, 嚴家平, 劉傑, 許幫貴, 李冬, 谷得明 申請人:安徽理工大學, 淮北礦業（集團）有限責任公司