一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種土壤水分特征曲線測定裝置，具體涉及一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置;屬于土壤水管理和研究技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤水分特征曲線是土壤水管理和研究的基本資料，也叫做土壤特征曲線或土壤PF曲線，它表述了土壤水勢(土壤水吸力)和土壤水分含量之間的關(guān)系，是土壤水分非飽和的情況下，土壤水分含量和土壤基質(zhì)勢之間的關(guān)系曲線。土壤水分特征曲線不僅反映了土壤的含水率，也間接地反映出土壤中孔隙的分布。
[0003]土工建筑物如土壩、土堤、道路填方、垃圾填埋場以及填方邊坡等都是用土作為建筑材料填筑而成的。如果填土含水率過低，遇水后容易引起濕陷;過高又將惡化填土其他力學(xué)性質(zhì)，實(shí)際工程中填土含水率的控制得當(dāng)與否，不僅涉及到經(jīng)濟(jì)利益，而且影響到工程質(zhì)量。
[0004]為了保證填土有足夠的強(qiáng)度，施工中往往需要壓實(shí)填料，土體受到的土壓力是影響土壤水分特征曲線的重要因素。然而目前的實(shí)驗(yàn)方法在測定原狀土壤尤其是深層原裝狀土壤水分特征曲線時(shí)，很難模擬現(xiàn)場條件進(jìn)行測定，并且傳統(tǒng)測量土壤水分特征曲線的實(shí)驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高昂，不利于推廣應(yīng)用，有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種測量準(zhǔn)確、操作簡便的定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0007]一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，包括:裝樣機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，所述裝樣機(jī)構(gòu)包括:用于盛裝試樣土壤的裝土盒，所述裝土盒底部設(shè)有排水結(jié)構(gòu)，所述裝土盒的盒體側(cè)壁中部設(shè)有一通孔;所述張力機(jī)構(gòu)包括:集氣管、一端與集氣管相連的具有90°折角的充水管，所述充水管的另一端連接一陶土管，所述陶土管自通孔水平插入裝土盒內(nèi)部的試樣土壤中，所述集氣管上安裝一真空表;所述加壓機(jī)構(gòu)位于裝樣機(jī)構(gòu)上方以對裝土盒內(nèi)的試樣土壤施加等效土壓力。
[0008]優(yōu)選地，前述裝土盒包括:底座、安裝于底座上的金屬環(huán)形周壁以及置于試樣土壤上方的頂部透水石，所述底座內(nèi)還設(shè)有底部透水石，并且底座上形成有出水口。
[0009]具體地，前述底座通過銷釘固定于試驗(yàn)臺上。
[0010]更優(yōu)選地，前述金屬環(huán)形周壁的外徑小于底座的內(nèi)徑。
[0011 ]再優(yōu)選地，前述通孔處設(shè)置有橡膠密封圈，以優(yōu)化裝土盒的密封性能，防止漏土。
[0012]進(jìn)一步地，前述加壓機(jī)構(gòu)包括:安裝于試驗(yàn)臺上的支座、與支座頂端通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸連接的載荷梁、懸掛于載荷梁自由端的砝碼盤以及與載荷梁焊接的加壓錘，所述加壓錘施壓于頂部透水石上。
[0013]更進(jìn)一步地，前述支座底部設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕以調(diào)節(jié)載荷梁距離試驗(yàn)臺的高度。
[0014]再進(jìn)一步地，前述載荷梁上設(shè)有水平水準(zhǔn)氣泡儀。
[0015]更進(jìn)一步地，前述載荷梁的自由端等距離地形成有若干用于懸掛砝碼盤的槽孔，方便根據(jù)實(shí)驗(yàn)對壓力的需求合理設(shè)置砝碼盤的懸掛位置。
[0016]本實(shí)用新型的有益之處在于:本實(shí)用新型的定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便，不依賴精密復(fù)雜的測定儀器;特別適用于對人工邊坡和垃圾填埋場土壤性質(zhì)進(jìn)行測定，通過試驗(yàn)室內(nèi)模擬現(xiàn)場土壓力的方法，較高程度地還原了測量現(xiàn)場，測量結(jié)果可靠準(zhǔn)確且測量精度高，在一定程度上避免了環(huán)境因素所帶來的誤差。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的機(jī)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2是圖1所示實(shí)施例中裝樣機(jī)構(gòu)和張力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中附圖標(biāo)記的含義:1、頂部透水石，2、試樣土壤，3、金屬環(huán)形周壁，4、底座，5、銷釘，6、出水口，7、底部透水石，8、陶土管，9、充水管，10、真空表，11、集氣管，12、加壓錘，13、支座，14、調(diào)節(jié)旋鈕，15、轉(zhuǎn)動(dòng)鉸，16、載荷梁，17、槽孔，18、水平水準(zhǔn)氣泡儀，19、砝碼盤，20、砝碼，21、試驗(yàn)臺。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作具體的介紹。
[0021]本實(shí)用新型的定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下較高程度地還原測量現(xiàn)場，適用于對人工邊坡和垃圾填埋場土壤性質(zhì)進(jìn)行測定，其結(jié)構(gòu)參見圖1，主要包括:裝樣機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)。
[0022]其中，裝樣機(jī)構(gòu)用于盛裝試樣土壤2，包括一裝土盒，在裝土盒底部設(shè)有排水結(jié)構(gòu)，并且裝土盒的盒體側(cè)壁中部設(shè)有一通孔。參見圖2，在本實(shí)施例中，裝土盒具體包括:底座4、安裝于底座4上的金屬環(huán)形周壁3以及置于試樣土壤2上方的頂部透水石I，金屬環(huán)形周壁3的外徑小于底座4的內(nèi)徑以方便安裝，在底座4內(nèi)還設(shè)有底部透水石7，并且底座4上形成有出水口6以確保實(shí)驗(yàn)過程中順利排水。在測試過程中，底座4通過銷釘5固定于試驗(yàn)臺21上。
[0023]如圖2所示，張力機(jī)構(gòu)包括:集氣管11、一端與集氣管11相連的具有90°折角的充水管9，充水管9的另一端連接一陶土管8，陶土管8自通孔水平插入裝土盒內(nèi)部的試樣土壤2中，為了確保密封性能，在通孔處設(shè)置有橡膠密封圈；集氣管11上安裝一真空表10，通過監(jiān)控和記錄真空表1的讀數(shù)可獲得土壤水分的相關(guān)信息。
[0024]加壓機(jī)構(gòu)位于裝樣機(jī)構(gòu)上方以對裝土盒內(nèi)的試樣土壤2施加等效土壓力。具體地，參見圖1，加壓機(jī)構(gòu)包括:安裝于試驗(yàn)臺21上的支座13、與支座13頂端通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸15連接的載荷梁16、懸掛于載荷梁16自由端的砝碼盤19以及與載荷梁16焊接的加壓錘12，加壓錘12直接施壓于頂部透水石I上。
[0025]如圖1所示，支座13底部設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕14以調(diào)節(jié)載荷梁16距離試驗(yàn)臺21的高度并確保載荷梁16水平設(shè)置，為了檢驗(yàn)水平度，在載荷梁16上設(shè)有水平水準(zhǔn)氣泡儀18。
[0026]進(jìn)一步地，在載荷梁16的自由端還等距離地形成有若干用于懸掛砝碼盤19的槽孔17，方便根據(jù)實(shí)驗(yàn)對壓力的需求合理設(shè)置砝碼盤19的懸掛位置，添加不同質(zhì)量的砝碼20。
[0027]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面對利用該定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置進(jìn)行特征曲線測定的方法進(jìn)行如下闡述:
[0028]S1、稱量裝樣機(jī)構(gòu)總重并記錄，將底座4通過銷釘5固定于試驗(yàn)臺21上，放入底部透水石7，并在底部透水石7上放置一層濾紙，盛裝一定體積的試樣土壤2，在試樣土壤2上方放置一層濾紙，蓋上頂部透水石I;
[0029]S2、將加壓錘12放置于頂部透水石I的中心位置，通過調(diào)節(jié)旋鈕14調(diào)節(jié)載荷梁16的高度，使載荷梁16上的水平水準(zhǔn)氣泡儀18水平;計(jì)算現(xiàn)場原樣土體壓強(qiáng)和實(shí)驗(yàn)所需力臂和砝碼20質(zhì)量，選擇合適的槽孔17位置和合適質(zhì)量的砝碼20，懸掛砝碼盤19加壓，裝置穩(wěn)定后微調(diào)調(diào)節(jié)旋鈕14，使水平水準(zhǔn)氣泡儀18居中；
[0030]S3、使用溫度計(jì)測定室溫，在25°C溫度場下進(jìn)行測定;加水濕潤I天使試樣土壤2飽和；
[0031]S4、對張力機(jī)構(gòu)除氣和校正零位后，使用鉆頭直徑與陶土管8直徑相同的開口鉆頭從通孔鉆至試樣土壤2中心，然后水平插入陶土管8;
[0032]S5、卸去荷載和裝置底座4的固定銷釘5，稱量試樣含裝置總重并記錄，重新固定裝置，按原位置加壓并調(diào)平載荷梁16;
[0033]S6、每12h記錄一次真空表10讀數(shù)并按上述步驟S5稱重試樣含裝置質(zhì)量，一直到真空表10讀數(shù)不再上升或者達(dá)到最大量程為止；
[0034]S7、卸去裝置，取出試樣土壤2并烘干，測量試樣土壤2干重和裝置重量，計(jì)算各個(gè)階段的土壤含水率和基質(zhì)勢，得到脫濕過程的土壤水分特征曲線。
[0035]綜上，本實(shí)用新型的定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便，不依賴精密復(fù)雜的測定儀器;特別適用于對人工邊坡和垃圾填埋場土壤性質(zhì)進(jìn)行測定，通過試驗(yàn)室內(nèi)模擬現(xiàn)場土壓力的方法，較高程度地還原了測量現(xiàn)場，測量結(jié)果可靠準(zhǔn)確且測量精度高，在一定程度上避免了環(huán)境因素所帶來的誤差。
[0036]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，包括:裝樣機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，所述裝樣機(jī)構(gòu)包括:用于盛裝試樣土壤的裝土盒，所述裝土盒底部設(shè)有排水結(jié)構(gòu)，所述裝土盒的盒體側(cè)壁中部設(shè)有一通孔;所述張力機(jī)構(gòu)包括:集氣管、一端與集氣管相連的具有90°折角的充水管，所述充水管的另一端連接一陶土管，所述陶土管自通孔水平插入裝土盒內(nèi)部的試樣土壤中，所述集氣管上安裝一真空表;所述加壓機(jī)構(gòu)位于裝樣機(jī)構(gòu)上方以對裝土盒內(nèi)的試樣土壤施加等效土壓力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述裝土盒包括:底座、安裝于底座上的金屬環(huán)形周壁以及置于試樣土壤上方的頂部透水石，所述底座內(nèi)還設(shè)有底部透水石，并且底座上形成有出水口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述底座通過銷釘固定于試驗(yàn)臺上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述金屬環(huán)形周壁的外徑小于底座的內(nèi)徑。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述通孔處設(shè)置有橡膠密封圈。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述加壓機(jī)構(gòu)包括:安裝于試驗(yàn)臺上的支座、與支座頂端通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉸連接的載荷梁、懸掛于載荷梁自由端的砝碼盤以及與載荷梁焊接的加壓錘，所述加壓錘施壓于頂部透水石上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述支座底部設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕以調(diào)節(jié)載荷梁距離試驗(yàn)臺的高度。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述載荷梁上設(shè)有水平水準(zhǔn)氣泡儀。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，其特征在于，所述載荷梁的自由端等距離地形成有若干用于懸掛砝碼盤的槽孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置，包括：裝樣機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，裝樣機(jī)構(gòu)包括：用于盛裝試樣土壤的裝土盒；張力機(jī)構(gòu)包括：集氣管、一端與集氣管相連的具有90°折角的充水管，充水管的另一端連接一陶土管，陶土管自通孔水平插入裝土盒內(nèi)部的試樣土壤中，集氣管上安裝一真空表。本實(shí)用新型的定壓力的土壤水分特征曲線測定裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便，不依賴精密復(fù)雜的測定儀器；特別適用于對人工邊坡和垃圾填埋場土壤性質(zhì)進(jìn)行測定，通過試驗(yàn)室內(nèi)模擬現(xiàn)場土壓力的方法，較高程度地還原了測量現(xiàn)場，測量結(jié)果可靠準(zhǔn)確且測量精度高，在一定程度上避免了環(huán)境因素所帶來的誤差。
【IPC分類】G01N5/04
【公開號】CN205333459
【申請?zhí)枴緾N201620044266
【發(fā)明人】趙潔麗, 畢利東, 劉子鑫
【申請人】江蘇圣泰環(huán)境科技股份有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月18日