一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，由飽和室11、飽和室密封蓋6、張力計(jì)固定盤7三部分組成；飽和室是由圓柱形不銹鋼塊體5加工而成的圓錐型腔體；圓錐型腔體上部設(shè)置有抽氣管孔2；圓錐型腔體左、右部分別設(shè)置有一個抽氣管孔1和一個灌水管管孔3；所述三個管孔等徑并帶內(nèi)螺紋；飽和室密封蓋6覆蓋聯(lián)接在飽和室底端，密封蓋中部插設(shè)有張力計(jì)固定盤7；張力計(jì)固定盤7上設(shè)置有張力計(jì)安裝孔。本實(shí)用新型裝置采用“抽真空、填充水、飽和滲水石和填滿水”共四步驟進(jìn)行張力計(jì)飽和，具有節(jié)約材料、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、飽和效果良好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣飽和裝置，尤其是一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]非飽和土中由于氣壓力的存在，使土體中存在吸力，吸力等于孔隙氣壓力Ua減去孔隙水壓力IV因此，在非飽和土力學(xué)中，吸力是影響土體性質(zhì)的一個核心因素，吸力測量也是非飽和土力學(xué)研究的一個核心問題。在現(xiàn)有的測量技術(shù)中，張力計(jì)測量吸力是一種比較廣泛的技術(shù)。
[0003]值得注意的是，張力計(jì)在生產(chǎn)制作過程中，只能保證張力計(jì)的密封性和堅(jiān)固性，卻不能保證張力計(jì)永久的正常工作。究其原因，是因?yàn)樵趶埩τ?jì)中，量測系統(tǒng)和滲水石之間是一個蓄水層，如果蓄水層中存在空氣，張力計(jì)將會在一個遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于最大量程的吸力作用下產(chǎn)生氣穴作用，導(dǎo)致張力計(jì)不能繼續(xù)正常工作。因此，在使用前，需要使張力計(jì)達(dá)到飽和，也就是滲水石和蓄水層的共同飽和。
[0004]目前張力計(jì)的飽和普遍采用兩階段飽和法:初始抽真空和預(yù)壓循環(huán)穩(wěn)定。初始抽真空的目的在于將腔體和滲水石中的空氣除去，預(yù)壓循環(huán)穩(wěn)定則可迫使氣壓水溶解，達(dá)到飽和的效果。但是，在初始抽真空完成開始浸潤的過程中，空氣會從新進(jìn)入飽和室，在預(yù)壓過程中空氣再次溶解于水中，影響飽和效果。另外，大部分的張力計(jì)飽和裝置設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜繁瑣，或者設(shè)計(jì)得過于龐大臃腫，在使用過程中費(fèi)時(shí)費(fèi)力；有的飽和裝置甚至存在漏氣漏水等致命缺陷，影響張力計(jì)的飽和效果。
[0005]本實(shí)用新型本著簡單實(shí)用、操作簡易、飽和效果良好的原則，在遵循上述兩階段飽和法的原理的基礎(chǔ)上，盡可能節(jié)省材料而達(dá)到良好的飽和效果，設(shè)計(jì)并使用此用于張力計(jì)飽和的簡易裝置。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于:節(jié)約材料、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、飽和效果良好。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)約材料、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、飽和效果良好的用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，本著簡單實(shí)用、操作簡易、飽和效果良好的原則，在遵循兩階段飽和法的原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并使用此用于張力計(jì)飽和的簡易裝置。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0008]一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，由飽和室11、飽和室密封蓋6、張力計(jì)固定盤7三部分組成；飽和室是由圓柱形不銹鋼塊體5加工而成的圓錐型腔體；圓錐型腔體上部設(shè)置有抽氣管孔2 ;圓錐型腔體左、右部分別設(shè)置有一個抽氣管孔I和一個灌水管管孔3 ;所述三個管孔等徑并帶內(nèi)螺紋；飽和室密封蓋6覆蓋聯(lián)接在飽和室底端，密封蓋中部插設(shè)有張力計(jì)固定盤7 ;張力計(jì)固定盤7上設(shè)置有張力計(jì)安裝孔。
[0009]飽和室密封蓋6由一塊圓形不銹鋼板加工而成；外圈圓周均勻地鉆有六個用于和飽和室緊固的M5螺紋孔。
[0010]飽和室及其密封蓋交界面上設(shè)置有用以保證飽和室密封性的橡膠墊圈8。
[0011]張力計(jì)固定盤7中央具有用于和密封蓋緊固臺階結(jié)構(gòu)，臺階的頂部插接在飽和室和密封蓋中部形成與密封蓋密合；固定盤7外圈圓周均勻設(shè)置有三個用于和密封蓋緊固的M4螺紋。
[0012]采用如上的結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型裝置簡單實(shí)用、操作簡單、飽和效果良好，摒棄了傳統(tǒng)的飽和裝置體積臃腫、密封性不好的缺陷，力求飽和原理通俗易懂、整套裝置加工簡單、拆裝操作方便、實(shí)用性強(qiáng)。在多項(xiàng)關(guān)于非飽和土力學(xué)的課題研究中，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此用于張力計(jì)飽和的簡易裝置具有很好的飽和效果。
[0013]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式，以實(shí)驗(yàn)中常用的Imperial College類型張力計(jì)為例，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是簡易張力計(jì)飽和器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是簡易張力計(jì)飽和器的平面圖。
[0016]圖3是簡易張力計(jì)飽和器密封蓋平面圖。
[0017]圖4是張力計(jì)固定盤平面圖。
[0018]圖5是本實(shí)施例中張力計(jì)飽和過程圖。其中圖5(a)是飽和過程第一步的狀態(tài)圖；圖5(b)是飽和過程第二步的狀態(tài)圖；圖5(c)是飽和過程第三步的狀態(tài)圖；圖5(d)是飽和過程第四步的狀態(tài)圖。
[0019]圖中:1、2是抽氣管，3是灌水管，4是Imperial College類型張力計(jì)，5是飽和器壁，6是飽和室密封蓋，7是張力計(jì)固定盤，8是橡膠墊圈，9是M5內(nèi)六角螺栓，用于密封蓋與飽和器之間的緊固螺栓，10是M4內(nèi)六角螺栓，用于密封蓋與張力計(jì)固定盤之間的緊固螺栓，11是飽和室，12是M5螺紋孔，13是M4螺紋孔，14是適用于Imperial College類型張力計(jì)安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1至圖4給出了本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖和各個主要部件的平面圖。一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，它是由一個金屬制圓柱體、一個可以固定張力計(jì)的孔洞和三個抽氣和灌水的管道組成。其主要由飽和室、飽和室密封蓋、張力計(jì)固定盤三部分組成。其中飽和室為圓形不銹鋼加工而成，在上部和左右各鉆帶內(nèi)管螺紋孔，右邊和上部孔各安裝抽氣管I和2，左邊孔安裝灌水管3，飽和室底部圓周上均勻的開有與密封蓋6緊固用的6個M5螺紋孔9 ;飽和室密封蓋也是由不銹鋼加工而成，安裝時(shí)在飽和室和密封蓋之間加橡膠墊圈8以保證不漏氣漏水，蓋子正中間留有張力計(jì)安裝孔11，周圍圓周則均勻的開有3個與張力計(jì)固定盤用的3個M4螺紋孔10。其中橡膠墊圈8形狀為環(huán)形，緊箍在密封蓋6的底端，使飽和室和密封蓋保持良好的密封性。
[0021]安裝使用時(shí)，由上至下依次聯(lián)接飽和室、橡膠墊圈、飽和室密封蓋，擰緊密封蓋外圈的六個緊固螺栓M5，然后聯(lián)接張力計(jì)固定盤，擰緊固定板外圈的三個緊固螺栓M4，最后將張力計(jì)固定在張力計(jì)安裝孔內(nèi)，方可進(jìn)行張力計(jì)的飽和。[0022]在進(jìn)行飽和之前，1、2、3三根管道內(nèi)插入與管徑等大的滲水石，在飽和和過程中使?jié)B水石和張力計(jì)共同達(dá)到飽和，具體的操作步驟如下。第一步:如圖5(a)所示，通過抽氣管2抽真空2h，盡可能地抽出干燥的滲水石中的空氣；第二步:如圖5(b)所示，通過灌水管3灌入脫了氣的水，當(dāng)水面達(dá)到抽氣管I的高度時(shí)停止灌入，依然保持滲水石干燥；第三步:如圖5(c)所示，順時(shí)針轉(zhuǎn)動整個飽和室大約100°，滲水石與水相接觸，但只有一部分沒入水中，通過抽氣管I繼續(xù)抽真空lh，在壓力差的作用下，水會逐漸地由下而上地飽和滲水石；第四步:如圖5(d)所示，滲水石完全沒入水中，繼續(xù)抽真空Ih后停止，整個小室用脫了氣的水填滿。最后，用數(shù)字式壓力-體積控制儀，通過灌水管3對小室中的水施加2MPa的壓力，壓力施加采用階梯式遞增的方式，每一步增加200kPa，達(dá)到2MPa后保持48h。這樣，張力計(jì)就完成了第一次飽和過程。張力計(jì)完成了它的第一次飽和后，可以用來測量吸力了。在每次測量結(jié)束后，必須將張力計(jì)放入飽和室中重新進(jìn)行飽和，但過程可以簡化，只需要在2MPa水壓力作用下保持48h即可。
【權(quán)利要求】
1.一種用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，由飽和室(11)、飽和室密封蓋(6)、張力計(jì)固定盤(7)三部分組成；飽和室是由圓柱形不銹鋼塊體(5)加工而成的圓錐型腔體；圓錐型腔體上部設(shè)置有抽氣管孔(2);圓錐型腔體左、右部分別設(shè)置有一個抽氣管孔(I)和一個灌水管管孔(3);所述三個管孔等徑并帶內(nèi)螺紋；飽和室密封蓋(6)覆蓋聯(lián)接在飽和室底端，密封蓋中部插設(shè)有張力計(jì)固定盤(7);張力計(jì)固定盤(7)上設(shè)置有張力計(jì)安裝孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，其特征在于，飽和室密封蓋(6)由一塊圓形不銹鋼板加工而成；外圈圓周均勻地鉆有六個用于和飽和室緊固的M5螺紋孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，飽和室及其密封蓋交界面上設(shè)置有用以保證飽和室密封性的橡膠墊圈(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用于張力計(jì)飽和的簡易裝置，其特征在于，張力計(jì)固定盤(7)中央具有用于和密封蓋緊固臺階結(jié)構(gòu)，臺階的頂部插接在飽和室和密封蓋中部形成與密封蓋密合；固定盤(7 )外圈圓周均勻設(shè)置有三個用于和密封蓋緊固的M4螺紋孔。
【文檔編號】G01N33/24GK203772855SQ201420131630
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】崔凱, 李歡歡, 楊燁, 黃邦文, 黃輝 申請人:西南交通大學(xué)