本發(fā)明涉及巖土工程中實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

在巖土工程領(lǐng)域中，土體在自然狀態(tài)下由于降雨作用經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的干燥——飽和交替循環(huán)作用，在多次干濕循環(huán)的作用下土體不僅僅發(fā)生宏觀的變形，其顆粒排列、孔隙特征、結(jié)構(gòu)單元特征均發(fā)生變化，由此引起工程性質(zhì)的改變從而導(dǎo)致不同程度的工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生如邊坡失穩(wěn)、路基破壞等等，因此為了研究天然狀態(tài)下土體經(jīng)過(guò)多次干濕循環(huán)后的各種物理力學(xué)性質(zhì)尤為重要，其中首要的便是對(duì)土體進(jìn)行干濕循環(huán)試驗(yàn)。

土體干濕循環(huán)試驗(yàn)均分為土樣飽和和土樣干燥兩部分，土樣飽和大多數(shù)試驗(yàn)裝置采用浸水飽和如cn10297453a雖然可以對(duì)土體完成飽和但飽和不夠均勻，并且不能精確控制土樣含水率，每次只能完成一組試驗(yàn)，土樣干燥如cn204613203u雖然考慮了可對(duì)土樣進(jìn)行翻面確保土樣干燥和飽和更均勻充分，且試驗(yàn)儀一次可處理多個(gè)土樣，但是不能夠精確且隨時(shí)監(jiān)測(cè)土樣的含水量。

傳統(tǒng)干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置多數(shù)一次僅僅可以做一組干濕循環(huán)樣，并且不能夠做到均勻的進(jìn)行干濕循環(huán)，少有的幾個(gè)干濕循環(huán)裝置雖可做到翻面保證干濕循環(huán)均勻但不能夠保證能精確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土樣的含水率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置，能夠保證土樣均勻的進(jìn)行干濕環(huán)，并且能夠精確地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土樣含水率的干濕循環(huán)裝置，可同時(shí)對(duì)多組土樣進(jìn)行不同的含水率上下限的干濕循環(huán)，大大縮短了傳統(tǒng)制做干濕循環(huán)樣試驗(yàn)的時(shí)間。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置，包括干濕循環(huán)箱、干燥箱、飽和箱、電源箱、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以及讀數(shù)控制裝置，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述干濕循環(huán)箱包括推拉玻璃門(mén)以及干燥箱和飽和箱之間的擋板以及控制裝置的總開(kāi)關(guān)，所述干燥箱包括風(fēng)扇和小型鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)扇設(shè)在干燥箱左右兩側(cè)，風(fēng)扇中心對(duì)準(zhǔn)多孔土盒中心，小型鼓風(fēng)機(jī)向干燥箱內(nèi)輸送暖風(fēng)，所述飽和箱包括加濕器，加濕器和小型鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在干濕循環(huán)箱底部并與電源箱連接，所述電源箱包括線路總開(kāi)關(guān)及調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度開(kāi)關(guān)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括大圓環(huán)軌道、轉(zhuǎn)子、豎桿和多孔土盒，大圓環(huán)軌道連接干燥箱和飽和箱，轉(zhuǎn)子連接著大圓環(huán)軌道和豎桿，豎桿可沿大圓環(huán)軌道轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行干燥箱和飽和箱之間的相互轉(zhuǎn)換，多孔土盒安裝在豎桿上，所述讀數(shù)控制裝置包括土壤含水量傳感器、電子顯示器和紅色指示燈，土壤含水量傳感器與電子顯示器連接可實(shí)時(shí)監(jiān)控土樣含水量，電子顯示器與紅色指示燈連接，達(dá)到設(shè)定含水量時(shí)指示燈亮。

所述干燥箱包括風(fēng)扇六個(gè)以及小型鼓風(fēng)機(jī)一個(gè)。

所述飽和箱包括小型加濕器一個(gè)。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括大圓環(huán)軌道兩個(gè)，轉(zhuǎn)子四個(gè)，豎桿兩個(gè)以及多孔土盒六個(gè)。

所述讀數(shù)控制裝置包括土壤含水量傳感器六個(gè)，電子顯示器六個(gè)以及紅色指示燈六個(gè)。

所述電源箱與干燥箱、飽和箱、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、讀數(shù)控制裝置、加濕器和小型鼓風(fēng)機(jī)所需供電的一切設(shè)備的開(kāi)關(guān)連接。

所述大圓環(huán)軌道和豎桿由直徑為50mm的鋁管制成。

所述多孔土盒兩側(cè)由多孔板制成。

所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，具體操作步驟如下：

1)在電子顯示器中輸入預(yù)先要飽和的土樣含水量和土樣干燥狀態(tài)的含水量；

2)將預(yù)先制備好的土樣裝入到多孔土盒中，固定好多孔土盒和土樣；

3)關(guān)好推拉玻璃門(mén)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，使轉(zhuǎn)子帶動(dòng)豎桿轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇對(duì)準(zhǔn)多孔土盒吹風(fēng)；

4)調(diào)節(jié)加濕器的加濕強(qiáng)度和小型鼓風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)大小來(lái)滿足試驗(yàn)要求；

5)干濕循環(huán)過(guò)程中可隨時(shí)動(dòng)態(tài)觀察電子顯示器讀數(shù)以了解土樣含水率，到預(yù)定含水率時(shí)紅色指示燈亮即完成一次飽和或干燥。

所述干濕循環(huán)箱采用玻璃推拉門(mén)可清晰觀測(cè)到土樣的變化以及讀數(shù)。

所述風(fēng)扇半徑為150mm，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由電源箱調(diào)節(jié)。

所述小型鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小以及所吹風(fēng)熱量在干燥箱外部調(diào)節(jié)。

所述小型鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)卡槽直接卡在干燥箱底部，方便拆卸和安裝。

所述小型加濕器可以在飽和箱外部調(diào)節(jié)濕度以滿足試驗(yàn)所需要求。

所述小型加濕器通過(guò)卡槽直接卡在飽和箱底部，方便拆卸和安裝。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、飽和箱加濕裝置采用的是加濕器并不是采用傳統(tǒng)干濕循環(huán)裝置的浸水飽和，使得土樣飽和更加均勻。

2、干燥箱由半徑150mm的風(fēng)扇六個(gè)風(fēng)速可調(diào)以及小型鼓風(fēng)機(jī)一個(gè)，可以控制土樣干燥快慢以滿足試驗(yàn)需求。

3、加濕器以及小型鼓風(fēng)機(jī)均通過(guò)卡槽直接卡在飽和箱和烘干箱底部，方便拆卸和安裝，并且能隨時(shí)調(diào)節(jié)加濕程度和鼓風(fēng)量大小。

4、土樣盒兩側(cè)均由多孔板制作而成，可以保證土樣干燥和飽和均勻。

5、土樣盒固定在豎桿上可以繞著豎桿轉(zhuǎn)動(dòng)，保證土樣干濕循環(huán)更加充分，豎桿固定在大圓環(huán)軌道上，豎桿可繞大圓環(huán)軌道轉(zhuǎn)動(dòng)，方便取樣與安裝，豎桿及大圓環(huán)軌道內(nèi)均為真空可穿線連接電源箱。

6、在試驗(yàn)需要一次進(jìn)行大量的土樣進(jìn)行干濕循環(huán)時(shí)可以在大圓環(huán)軌道上增加多根豎桿由此一次可以進(jìn)行幾個(gè)甚至十幾個(gè)土樣的干濕循環(huán)，大大縮短了傳統(tǒng)干濕循環(huán)所用的時(shí)間。

7、在多孔土盒中埋入土壤含水量傳感器并且連接電子顯示器和紅色指示燈，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土樣的含水量，并且土樣達(dá)到預(yù)期設(shè)定的含水量時(shí)紅色指示燈會(huì)發(fā)亮，因此可以準(zhǔn)確的控制土樣中的含水量以滿足實(shí)驗(yàn)要求。

8、由于可以預(yù)先設(shè)定不同含水率以及實(shí)時(shí)監(jiān)控土樣含水量，因此本裝置可以同時(shí)進(jìn)行不同含水率幅度的干濕循環(huán)試驗(yàn)。

9、箱門(mén)兩邊均采用玻璃式推拉門(mén)，方便干濕循環(huán)過(guò)程中對(duì)土樣觀察以及拆卸。

10、實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配件易于采購(gòu)，自動(dòng)化程度高且試驗(yàn)精度高，具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的橫截面圖。

圖3為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的1-1剖面圖。

圖4為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的2-2剖面圖。

圖5為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的3-3剖面圖。

圖6為本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的多孔土盒細(xì)部圖。

圖中標(biāo)記為：干濕循環(huán)箱1、干燥箱2、飽和箱3、電源箱4、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5、讀數(shù)控制裝置6、多孔土盒7、加濕器8、小型鼓風(fēng)機(jī)9、推拉玻璃門(mén)10、擋板11、總開(kāi)關(guān)12、風(fēng)扇13、大圓環(huán)軌道14、轉(zhuǎn)子15、豎桿16、土壤含水量傳感器17、電子顯示器18、紅色指示燈19。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如附圖1至圖6所示，本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置，包括干濕循環(huán)箱1、干燥箱2、飽和箱3、電源箱4、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5以及讀數(shù)控制裝置6。具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：所述干濕循環(huán)箱1包括推拉玻璃門(mén)10以及干燥箱2和飽和箱3之間的擋板11以及控制裝置的總開(kāi)關(guān)12。所述干燥箱2包括風(fēng)扇13和小型鼓風(fēng)機(jī)9，風(fēng)扇13設(shè)在干燥箱2左右兩端側(cè)，每個(gè)風(fēng)扇13中心對(duì)準(zhǔn)多孔土盒7中心，小型鼓風(fēng)機(jī)9向干燥箱2內(nèi)輸送暖風(fēng)。所述飽和箱3包括加濕器8，所述電源箱4包括線路總開(kāi)關(guān)及調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度開(kāi)關(guān)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5包括大圓環(huán)軌道14、轉(zhuǎn)子15、豎桿16和多孔土盒7，大圓環(huán)軌道14連接干燥箱2和飽和箱3，轉(zhuǎn)子15連接著大圓環(huán)軌道14和豎桿16，豎桿16可沿大圓環(huán)軌道14轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行干燥箱2和飽和箱3間相互轉(zhuǎn)換。多孔土盒7固定在豎桿16上，所述讀數(shù)控制裝置6包括土壤含水量傳感器17、電子顯示器18和紅色指示燈19，土壤含水量傳感器17與電子顯示器18連接可實(shí)時(shí)監(jiān)控土樣含水量，電子顯示器18與紅色指示燈19連接，達(dá)到設(shè)定含水量時(shí)指示燈亮。

所述干燥箱2包括風(fēng)扇13六個(gè)以及小型鼓風(fēng)機(jī)9一個(gè)。

所述飽和箱3包括小型加濕器8一個(gè)。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5包括大圓環(huán)軌道14兩個(gè)，轉(zhuǎn)子15四個(gè)，豎桿16兩個(gè)以及多孔土盒7六個(gè)。

所述讀數(shù)控制裝置6包括土壤含水量傳感器17六個(gè)，電子顯示器18六個(gè)以及紅色指示燈19六個(gè)。

所述電源箱4與干燥箱2、飽和箱3、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5、讀數(shù)控制裝置6、加濕器8和小型鼓風(fēng)機(jī)9所需供電的一切設(shè)備的開(kāi)關(guān)連接。

所述大圓環(huán)軌道14和豎桿16由直徑50mm的鋁管制成。

所述多孔土盒7兩側(cè)由多孔板制成。

本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置，具體試驗(yàn)操作步驟如下：

1)在電子顯示器18中輸入預(yù)先要飽和的土樣含水量和土樣干燥狀態(tài)的含水量；

2)將預(yù)先制備好的土樣裝入到多孔土盒7中，固定好多孔土盒7和土樣；

3)關(guān)好推拉玻璃門(mén)10，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，使轉(zhuǎn)子15帶動(dòng)豎桿16轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇13對(duì)準(zhǔn)多孔土盒7吹風(fēng)；

4)調(diào)節(jié)加濕器8的加濕強(qiáng)度和小型鼓風(fēng)機(jī)9的熱風(fēng)大小來(lái)滿足試驗(yàn)要求；

5)干濕循環(huán)過(guò)程中可隨時(shí)動(dòng)態(tài)觀察電子顯示器18讀數(shù)以了解土樣含水率，到預(yù)定含水率時(shí)紅色指示燈19亮即完成一次飽和或干燥。

在試驗(yàn)過(guò)程中需要同時(shí)進(jìn)行不同含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)時(shí)按照以下方法進(jìn)行：

在第一步每個(gè)土樣盒中的電子顯示器中輸入各自所需的不同的含水率預(yù)設(shè)值，當(dāng)干濕循環(huán)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)即可取出土樣。

在試驗(yàn)過(guò)程中需要進(jìn)行多個(gè)土樣的干濕循環(huán)試驗(yàn)時(shí)按照以下方法進(jìn)行：

在兩個(gè)大圓環(huán)軌道14上下對(duì)稱鉆兩個(gè)圓孔，在圓孔上安裝轉(zhuǎn)子15和豎桿16，在豎桿16上固定多孔土盒7，增加豎桿16和多孔土盒7的數(shù)量即可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)土樣的干濕循環(huán)試驗(yàn)。

可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置的工作原理及過(guò)程：

如附圖6所示，土壤含水量傳感器17預(yù)先埋設(shè)于多孔土盒7中，根據(jù)土壤含水量傳感器工作原理不同含水量可以輸出不同的電流和電壓，使土壤含水量傳感器連接電子顯示器，使不同含水率情況下可以出不同的數(shù)據(jù)從而可實(shí)時(shí)監(jiān)控土樣含水率，預(yù)先設(shè)定相應(yīng)含水率下對(duì)應(yīng)的電流和電壓，取相應(yīng)的電流和電壓下所對(duì)應(yīng)的紅色指示燈連接到電子顯示器，達(dá)到預(yù)期含水率時(shí)紅色指示燈會(huì)亮，在進(jìn)行干濕循環(huán)過(guò)程中可透過(guò)玻璃推拉門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)電子顯示器即達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤含水量。

本發(fā)明所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)控土體含水率的干濕循環(huán)試驗(yàn)裝置，易于加工，材料易于獲取，結(jié)構(gòu)裝配件簡(jiǎn)單，并且能同時(shí)進(jìn)行多組不同含水率幅度的干濕循環(huán)，且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土樣的含水率，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確，大大縮短了干濕循環(huán)所用時(shí)間。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不限制于本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員及普通人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。