一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置的製作方法

2023-11-01 04:38:47 1

專利名稱：一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，屬於在室內進行的一種模擬地基填土開放式凍脹試驗所需要的試驗器材。
背景技術：
開放式凍脹試驗模擬現場地基土的凍結方式，頂端為冷端，底端為有水源補給的暖端，並且水源的水位要和試樣底面保持平齊。試驗過程中，試樣自上而下發生凍結，水分則在溫度和水勢等的作用下向冷端遷移。有人根據馬略特瓶的工作原理，設計了馬略特補水裝置。一旦試樣底端的液面高度下降，馬略特瓶中的水則自動補給，使得試驗釜內的試樣底端液面和空心玻璃管內的液面始終保持一致。但是玻璃管內的水位取決於大氣壓和馬略特瓶中的空氣壓力是否穩定， 假定外界大氣壓為Po，馬略特瓶中的液面與管中液面高差為H，馬略特瓶中的空氣壓力為P1，則高差H= (P0- P1)/ (P *g), P *為水的密度，g為試驗當地的重力加速度。外界大氣壓Ptl隨著天氣和季節的變化而變化，馬略特瓶中的空氣壓力為P1則隨著室溫的變化而改變，因此高差H也將發生變化。同時玻璃管內的液面將發生變化，試驗釜內的試樣底端液面高度也將改變。凍脹試驗所需要的補水量儘管總量比較小，水位變化一般也都在毫米量級，但即便是下降1_的水位也可能會阻斷凍脹試樣的補水通道，從而導致試驗的失敗。大氣壓變化而導致的水位變化勢必增加了試驗中的控制難度，甚至可能導致錯誤的試驗結果。對於開放式凍脹試驗而言，要確保開放式凍脹試驗的成功，目前急需要一套能夠穩定、可靠補水的試驗裝置。

實用新型內容為了解決以上問題，本實用新型提供一種新的裝置，能夠解決水頭不穩、受氣溫和外部環境氣壓影響大的缺點。同時，該裝置無需外部的能源消耗，可以長期、穩定、可靠的為開放式凍脹試驗提供恆壓水源。為解決以上技術問題，本實用新型提供一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，包括凍脹試驗釜、水桶和連通管，上端開口的凍脹試驗釜內裝滿試樣，試樣底部放置透水石，連通管一端連通凍脹試驗釜的底部，另一端連通水桶的底部，其特徵在於，所述水桶內腔為圓柱形，圓柱形內腔的中心線豎直向下，水桶內徑滿足公式
權利要求1.一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，包括凍脹試驗釜、水桶和連通管，上端開口的凍脹試驗釜內裝滿試樣，試樣底部放置透水石，連通管一端連通凍脹試驗釜的底部，另一端連通水桶的底部，其特徵在於，所述水桶內腔為圓柱形，圓柱形內腔的中心線豎直向下，水桶內徑滿足公式
2.根據權利要求I所述的一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，其特徵在於，所述彈簧經過老化處理。
3.根據權利要求I所述的一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，其特徵在於，所述重力加速度g值如果以m/s2為單位，所測值應當滿足小數點後至少四位的精度要求。
專利摘要本實用新型涉及一種開放凍脹實驗系統的機械式自動補水裝置，屬於在室內進行的一種模擬地基填土開放式凍脹試驗所需要的試驗器材。包括凍脹試驗釜、水桶和連通管，連通管一端連通凍脹試驗釜的底部，另一端連通水桶的底部，水桶內腔為圓柱形，圓柱形內腔的中心線豎直向下，水桶內徑滿足公式，式中d為水桶內徑，k為水桶上所連接彈簧的係數，ρ水為水桶內水的密度，g為試驗所在地的重力加速度，水桶正上方連接有彈簧，彈簧的頂端固定，水桶內腔中心線穿過彈簧中心。本實用新型涉及的這種自動補水裝置，可以不受大氣壓和外環境溫度的影響，長期、穩定、可靠的為開放式凍脹試驗提供恆壓水源。
文檔編號G01N33/24GK202522558SQ20122005542
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者張坤, 王英梅, 竇順, 趙紅亮, 陳繼 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所