一種新型滲透模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型滲透模擬裝置，由變頻加壓系統(tǒng)、主滲透系統(tǒng)以及實時監(jiān)測系統(tǒng)組成，其中變頻加壓系統(tǒng)和實時監(jiān)測系統(tǒng)均與主滲透系統(tǒng)連接，所述的主滲透系統(tǒng)包括滲透液存儲器和土樣裝樣器，所述的滲透液存儲器為平板狀，其內(nèi)部為存儲滲透液的腔室；所述的土樣裝樣器至少包括底座、上蓋、套筒、連接桿以及三瓣模，三瓣模整體呈圓筒狀，由三片以上的弧形板組成，土樣位于三瓣模內(nèi)，套筒套在三瓣模上。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的滲透儀不能將滲透后土樣完整取出的缺陷，實現(xiàn)了平行滲透土樣的設(shè)想，完善了以往采用一個點固定壓著密封性不夠好的缺點，較好地解決了針對滲透后土樣進行力學(xué)實驗的技術(shù)性難題。
【專利說明】一種新型滲透模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明設(shè)計了 一種土壤滲透試驗?zāi)M裝置，用于土工試驗【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤滲透試驗是模擬土壤在滲透的條件下的力學(xué)特征，研究這一特征對土壤的研究及保護具有很大意義，能夠為研究滑帶土在滲流作用下弱化機理研究提供試驗基礎(chǔ)。傳統(tǒng)使用的土壤滲透試驗?zāi)M裝置在試驗完畢后，由于試驗裝置的密封性和可操作性均不夠好，因此無法將滲透后土樣完整取出，更無法對滲透后的土樣進行后續(xù)的力學(xué)實驗操作。主要存在的缺陷如下:在土壤滲透時土樣的擾動大，滲透后的土樣無法進行后續(xù)力學(xué)實驗的操作，并且單次試驗只能針對一個土樣進行實驗，無法進行平行試驗。因此提供一種能夠在相同條件下制取各滲透后的平行樣以及循環(huán)進行滲透試驗，且滿足滲透試驗及其后續(xù)試驗的各方面的要求的裝置，成為了本領(lǐng)域的一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種新型滲透模擬裝置，解決了【背景技術(shù)】中的不足，該裝置解決了傳統(tǒng)的滲透儀不能將滲透后土樣完整取出的缺陷，實現(xiàn)了平行滲透土樣的設(shè)想，完善了以往采用一個點固定壓著密封性不夠好的缺點，較好地解決了針對滲透后土樣進行力學(xué)實驗的技術(shù)性難題。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種新型滲透模擬裝置，由變頻加壓系統(tǒng)、主滲透系統(tǒng)以及實時監(jiān)測系統(tǒng)組成，其中變頻加壓系統(tǒng)和實時監(jiān)測系統(tǒng)均與主滲透系統(tǒng)連接，所述的主滲透系統(tǒng)包括滲透液存儲器和土樣裝樣器，所述的滲透液存儲器為平板狀，其內(nèi)部為存儲滲透液的腔室，滲透液存儲器的頂部至少設(shè)有4個處于同一水平面上的滲透液通過口，每個滲透液通過口上均對應(yīng)安裝有一個土樣裝樣器；所述的土樣裝樣器至少包括底座、上蓋、套筒、連接桿以及三瓣模，三瓣模整體呈圓筒狀，由三片弧形板組成，土樣位于三瓣模內(nèi)，套筒套在三瓣模上，所述的三瓣模的頂部位于上蓋內(nèi)，三瓣模的底部位于底座內(nèi)，且三瓣模的頂部及底部均設(shè)有透水石；上蓋和底座共同將三瓣模夾在兩者之間，且兩者之間通過連接桿固定連接；底座固定在滲透液存儲器的滲透液通過口上，且與滲透液通過口連通；所述的上蓋上設(shè)有排水孔，排水孔與三瓣模頂部的透水石連通。
[0006]所述的滲透液存儲器的左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有進水孔和排氣孔A，所述的滲透液通過口的周邊設(shè)有固定孔。
[0007]底座上設(shè)有連接固定孔，底座通過連接固定孔和螺桿安裝固定在滲透液存儲器上，底座的側(cè)壁上還設(shè)有排氣孔B，所述的排氣孔B與三瓣模底部的透水石連通。
[0008]所述的三瓣模的頂部和底部均設(shè)為楔形，便于塞入上蓋和底座內(nèi)，上蓋和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有斜槽；三個弧形板上兩兩相連的部位設(shè)有半圓狀的凹/凸槽，并設(shè)有平臺防止側(cè)向位移。[0009]所述的套筒被夾在上蓋和底座之間，套筒的頂部和底部均設(shè)有密封的橡皮圈，上蓋和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有套筒放置槽。
[0010]上蓋和底座之間設(shè)有三根連接桿，連接桿的下端穿過底座，連接桿的上端穿過上蓋且用螺母鎖緊。
[0011]本發(fā)明所提供的滲透模擬裝置具有以下優(yōu)點:1、與后續(xù)力學(xué)實驗的土樣尺寸相匹配，減小對土樣擾動。2、滲透試驗完成后，土體易完整取出，可以在不破壞其結(jié)構(gòu)的情況下，對滲透后的土體進行后續(xù)力學(xué)實驗。3、對于后續(xù)不同力學(xué)實驗，要求滲透土樣在相同滲透狀態(tài)下，制取平行樣，對每個土樣單個進水口盡量控制相同滲透壓，減小實驗誤差。而本發(fā)明所提供的裝置單次試驗至少可以提供4個平行樣。4、循環(huán)滲透實驗要求土樣在一定滲透壓下穩(wěn)定后，自然風(fēng)干或烘干，再進行二次循環(huán)滲透，而本發(fā)明中可以將土樣取出進行風(fēng)干。5、本裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明提供的滲透模擬裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為主滲透系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為土樣裝樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為三瓣模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為底座的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖中:1-滲透液存儲器，2-進水孔，3-排氣孔A，4-滲透液通過口，5-固定孔，6- 土樣裝樣器，7-底座，8-排氣孔B，9-連接固定孔，10-上蓋，11排水孔，12-透水石，13-三瓣模，14-套筒，15-橡皮圈，16-連接桿，17-墊圈，18-螺桿，19-透水石放置槽20-斜槽，21-套
筒放置槽。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細具體的說明，但是本發(fā)明的保護內(nèi)容并不局限于以下實施例。
[0019]本發(fā)明所提供的新型滲透模擬裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由變頻加壓系統(tǒng)、主滲透系統(tǒng)以及實時監(jiān)測系統(tǒng)組成，其中變頻加壓系統(tǒng)和實時監(jiān)測系統(tǒng)均與主滲透系統(tǒng)連接。數(shù)控變頻加壓系統(tǒng)可以精確控制滲透壓隨時間的變化。試驗開始之前可以通過加壓系統(tǒng)的控制面板輸入加壓參數(shù)，從而實現(xiàn)全過程自動化控制滲透壓加壓軌跡。實時監(jiān)測系統(tǒng)由精密壓力表和精密流量表等量測裝置組成。該系統(tǒng)主要功能為實時監(jiān)測關(guān)鍵部位關(guān)鍵數(shù)據(jù)的變化，幫助試驗工作人員迅速發(fā)現(xiàn)試驗異常。
[0020]所述的主滲透系統(tǒng)包括滲透液存儲器I和土樣裝樣器6，如圖1所示，所述的滲透液存儲器I為平板狀，其內(nèi)部為存儲滲透液的腔室，滲透液存儲器I的頂部至少設(shè)有4個處于同一水平面上的滲透液通過口 4，每個滲透液通過口 4上均對應(yīng)安裝有一個土樣裝樣器6，在本實施例中設(shè)有六個滲透液通過口 4 ;滲透液存儲器I的左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有進水孔2和排氣孔A3，所述的滲透液通過口 4的周邊設(shè)有固定孔5。
[0021]土樣裝樣器6的結(jié)構(gòu)如圖3所示，至少包括底座7、上蓋10、套筒14、連接桿16以及三瓣模13，底座7上設(shè)有連接固定孔9，底座7通過連接固定孔9和螺桿18安裝固定在滲透液存儲器I上，底座7的側(cè)壁上還設(shè)有排氣孔B8，所述的排氣孔B8與三瓣模底部的透水石連通。三瓣模13的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其整體呈圓筒狀，由三片弧形板組成，為防止?jié)B漏，三個弧形板上兩兩相連的部位設(shè)有半圓狀的凹/凸槽，并設(shè)有平臺防止側(cè)向位移。土樣位于三瓣模13內(nèi)，套筒14套在三瓣模13上，所述的套筒14被夾在上蓋10和底座7之間，套筒14的頂部和底部均設(shè)有密封的橡皮圈15，上模和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有套筒放置槽21。
[0022]所述的三瓣模13的頂部位于上蓋內(nèi)，三瓣模13的底部位于底座7內(nèi)，且三瓣模13的頂部及底部均設(shè)有透水石12，上蓋和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有透水石放置槽19。
[0023]所述的三瓣模13的頂部和底部均設(shè)為楔形，便于塞入上蓋10和底座7內(nèi)，上蓋10和底座7內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有斜槽20。
[0024]底座7的結(jié)構(gòu)如圖5所示，底座7固定在滲透液存儲器I的滲透液通過口上，且與滲透液通過口連通；上蓋10和底座7共同將三瓣模13夾在兩者之間，且兩者之間通過連接桿16固定連接；上蓋10和底座7之間設(shè)有三根連接桿16，連接桿16的下端穿過底座上，連接桿的上端穿過上蓋且用螺母鎖緊。所述的上蓋10上設(shè)有排水孔11，排水孔11與三瓣模頂部的透水石連通。
[0025]在使用土樣裝樣器制作土樣時，步驟如下:首先將三根連接桿從底座下面穿過，分別用鉗子夾住，在底座上放置透水石。然后按照土工試驗制樣方法，先在三瓣模內(nèi)壁涂抹凡士林，將三瓣模側(cè)邊上涂抹防滲膠水，兩兩拼接好并在外壁裝好套筒。然后在底座的套筒放置槽鋪好橡皮圈，將組裝好的三瓣模加套筒整體放置嵌入底座上。往三瓣模里面填入配置好的土體，制作土樣。在套筒上放置上橡皮圈，三瓣模和土樣上放置上透水石，蓋上上蓋，使上蓋通過三根連接桿。從上蓋上面用螺母旋緊連接桿，將滲透儀封閉。
[0026]在需要做具體實驗操作時，首先關(guān)閉滲透液儲存器的進水口和排氣孔A，將滲透液儲存器灌滿水。分別在滲透液通過口處鋪上墊圈17，將裝好土樣的土樣裝樣器分別裝好，通過螺桿固定旋緊。再打開滲透液儲存器的進水口和排氣孔A，直至排氣孔流出的試驗用水不含有氣泡后，快速關(guān)閉進水口和排氣孔。打開六個排氣孔B，再打開滲透液儲存器的進水口，使試驗用水進入各個滲透儀底槽后由排氣孔B流出。重復(fù)進水排水，直至排氣孔B流出的試驗用水不含有氣泡后，快速關(guān)閉儲存器進水口和排氣孔B。
[0027]打開儲存器進水口，使各個滲透儀三瓣模內(nèi)的土樣自下而上達到飽和，等各個排水孔流出的水的流態(tài)穩(wěn)定。分別記錄各個排水孔的排水量和排水時間，測定水溫以及相關(guān)的試驗參數(shù)。滲透試驗完成后，關(guān)閉儲存器進水口，擰開各個滲透儀的上蓋，拿開上透水石和上橡皮圈，將三瓣模加土樣和套筒一起取出，從三瓣模上旋走套筒，用小刀等工具輕輕拆開三瓣模，取出滲透后的完整土樣，用以完成后續(xù)三軸剪切試驗。
【權(quán)利要求】
1.一種新型滲透模擬裝置，由變頻加壓系統(tǒng)、主滲透系統(tǒng)以及實時監(jiān)測系統(tǒng)組成，其中變頻加壓系統(tǒng)和實時監(jiān)測系統(tǒng)均與主滲透系統(tǒng)連接，其特征在于:所述的主滲透系統(tǒng)包括滲透液存儲器和土樣裝樣器，所述的滲透液存儲器為平板狀，其內(nèi)部為存儲滲透液的腔室，滲透液存儲器的頂部至少設(shè)有4個處于同一水平面上的滲透液通過口，每個滲透液通過口上均對應(yīng)安裝有一個土樣裝樣器；所述的土樣裝樣器至少包括底座、上蓋、套筒、連接桿以及三瓣模，三瓣模整體呈圓筒狀，由三片弧形板組成，土樣位于三瓣模內(nèi)，套筒套在三瓣模上，所述的三瓣模的頂部位于上蓋內(nèi)，三瓣模的底部位于底座內(nèi)，且三瓣模的頂部及底部均設(shè)有透水石；上蓋和底座共同將三瓣模夾在兩者之間，且兩者之間通過連接桿固定連接；底座固定在滲透液存儲器的滲透液通過口上，且與滲透液通過口連通；所述的上蓋上設(shè)有排水孔，排水孔與三瓣模頂部的透水石連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型滲透模擬裝置，其特征在于:所述的滲透液存儲器的左右兩側(cè)壁上分別設(shè)有進水孔和排氣孔A，所述的滲透液通過口的周邊設(shè)有固定孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型滲透模擬裝置，其特征在于:底座上設(shè)有連接固定孔，底座通過連接固定孔和螺桿安裝固定在滲透液存儲器上，底座的側(cè)壁上還設(shè)有排氣孔B，所述的排氣孔B與三瓣模底部的透水石連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型滲透模擬裝置，其特征在于:所述的三瓣模的頂部和底部均設(shè)為楔形，便于塞入上蓋和底座內(nèi)，上蓋和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有斜槽；三個弧形板上兩兩相連的部位設(shè)有半圓狀的凹/凸槽，并設(shè)有平臺防止側(cè)向位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型滲透模擬裝置，其特征在于:所述的套筒被夾在上蓋和底座之間，套筒的頂部和底部均設(shè)有密封的橡皮圈，上蓋和底座內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有套筒放置槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型滲透模擬裝置，其特征在于:上蓋和底座之間設(shè)有三根連接桿，連接桿的下端穿過底座，連接桿的上端穿過上蓋且用螺母鎖緊。
【文檔編號】G01N1/28GK103487565SQ201310408282
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】程聰 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）