CN111521512B - 一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，包括底座、环刀、间距垫片、滤纸固定垫片、滤纸、拉杆、螺母；所述底座内可以拆卸嵌入环刀；所述环刀内部含有土样；所述底座上部安装有间距垫片；所述间距垫片上部安装有滤纸固定垫片；该装置为上下对称结构通过拉杆和螺母连接成一体。本装置结构简单，易于实现，操作方便，成本低廉，便于实现对不同高度、不同含水率、不同密度的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下的气态水迁移质量的测量，确保了实验结果准确可信，是一种高效实用的测量非饱和土中气态水迁移质量的装置。
Description
技术领域
本发明涉及土工试验仪器设备技术领域，具体涉及一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置及其使用方法。
背景技术
非饱和土中含水量的变化会对其变形和强度特性造成重要影响，致使工程出现沉陷、塌岸、开裂、边坡失稳等灾害问题，非饱和土体中水分迁移是造成含水量发生变化的主要原因，水分迁移主要分为气态水迁移和液态水迁移两种。我国对于低含水量情况下水分迁移规律的研究相对较少，目前缺乏非饱和土中气态水迁移质量问题的测量方法。
非饱和土中气态水迁移质量的测量是影响非饱和土中水气迁移试验的关键步骤，目前大多数研究非饱和土中气态水和液态水的混合迁移，并没有将气态水和液态水两者单独进行研究，对试验结果的准确性造成了极大的影响。在含水量较高时，液态水迁移在水气迁移中占比较高，但当含水较低时，气态水在水气迁移中占比较高。因此，设计一个能够单独测量非饱和土中气态水迁移质量的装置具有实际工程和科学研究意义。
发明内容
本发的明目的是提供一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，能够解决测量非饱和土中气态水迁移质量的技术问题，并且可以实现对不同高度、不同含水率、不同密度、的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下的气态水迁移质量的测量。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，包括：上下两个部分，具体包括底座、环刀、间距垫片、滤纸固定垫片、滤纸、拉杆、螺母；所述底座内可以拆卸嵌入环刀；所述环刀内部含有土样；所述底座上部安装有间距垫片；所述间距垫片上部安装有滤纸固定垫片；该装置为上下对称结构通过拉杆和螺母连接成一体。
优选地，所述底座内壁设有两条对称条棱用于固定环刀。
优选地，所述环刀用于切制土方形成土样，且土样嵌在环刀内部。
优选地，所述间距垫片放置于底座和滤纸固定垫片之间，通过台阶式卡口固定位置，用于调节土样与滤纸间的距离，根据距离的不同可以放置多个间距垫片，间距垫片台和滤纸固定垫片阶式卡口外沿分别放有密封橡胶圈。
优选的，所述滤纸固定垫片用于固定滤纸，两个滤纸固定垫片之间放有密封橡胶圈，滤纸固定垫片下端为网格状防止土样松动后与滤纸大面积接触。
一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的使用方法，包括下步骤：
1）用环刀切制设计密度及含水率的土形成土样，将含有土样的环刀放入到底座当中，所述密度及含水率可由土样击实曲线确定，也可是任意可以使土样在环刀中稳定、不掉渣的密度及含水率；
2）根据所需土样到滤纸之间的设计距离确定间距垫片的数量；
3)将所确定数量的间距垫片放到底座上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性每一个台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
4）将滤纸固定垫片放到间距垫片上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
5）该装置上下两侧为对称结构，上侧制作过程同下侧相同，并将密封橡胶圈放在滤纸固定垫片外沿上，将称重好的滤纸迅速放在下侧结构的滤纸固定垫片内部卡槽上，将上下两侧结构迅速结合并通过拉杆和螺母进行连接形成一体。
6)在实现不同高度、不同含水率、不同密度的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下气态水迁移质量的测量时，土样的高度通过环刀的高度或土在环刀内部的垂直尺寸进行调节；土样的含水率通过制作土样时水添加的多少进行调节；土样的密度通过制作土样时的击实程度进行调节；土样进行试验的不同时间通过对装置放置时间的长短进行调节；土样所处的不同温度可以通过将装置放进恒温槽中，调节恒温槽的温度来实现，所述恒温槽可以是满足试验目的的需要的任意标准的恒温槽；上下两个土样间的距离大小通过改变间距垫片4的数量来调节；
7）将恒温槽调节到所需温度，30分钟后将装置放入恒温槽中，等待一定的时间将装置从恒温槽中取出快速擦干，卸下拉杆和螺母，快速从滤纸固定垫片上取下滤纸并立即放到称上进行称重。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：测量非饱和土中气态水迁移装置结构简单，易于实现，操作方便，成本低廉，便于实现对不同高度、不同含水率、不同密度的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下的气态水迁移质量的测量，确保了实验结果准确可信，是一种高效实用的测量非饱和土中气态水迁移质量的装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
图1是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的纵剖面构造图；
图2是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的底座的俯视图；
图3是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的间距垫片的剖视图；
图4是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的间距垫片的俯视图；
图5是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的滤纸固定垫片的剖视图；
图6是本发明中测量非饱和土中气态水迁移质量的装置的滤纸固定垫片的俯视图；
其中：
1、底座；2、环刀；3、土样； 4、间距垫片；5、滤纸固定垫片；6、滤纸；7、拉杆；8、螺母。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
参看图1-6，本发明提供了一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，具体如图1所示，包括底座1、环刀2、间距垫片4、滤纸固定垫片5、滤纸6、拉杆7、螺母8；所述底座1内可以拆卸嵌入环刀2；所述环刀2内部含有土样3；所述底座1上部安装有间距垫片4；所述间距垫片4上部安装有滤纸固定垫片5；该装置为上下对称结构通过拉杆7和螺母8连接成一体。
具体操作时按以下步骤进行：
1）用环刀2切制设计密度及含水率的土形成土样3，将含有土样3的环刀2放入到底座1当中，所述密度及含水率可由土样击实曲线确定，也可是任意可以使土样在环刀中稳定、不掉渣的密度及含水率；
2）根据所需土样3到滤纸6之间的设计距离确定间距垫片4的数量；
3)将所确定数量的间距垫片4放到底座1上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性每一个台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
4）将滤纸固定垫片5放到间距垫片4上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
5）该装置上下两侧为对称结构，上侧制作过程同下侧相同，并将密封橡胶圈放在滤纸固定垫片外沿上，将称重好的滤纸迅速放在下侧结构的滤纸固定垫片内部卡槽上，将上下两侧结构迅速结合并通过拉杆7和螺母8进行连接形成一体。
6)在实现不同高度、不同含水率、不同密度的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下气态水迁移质量的测量时，土样的高度通过环刀的高度或土在环刀内部的垂直尺寸进行调节；土样的含水率通过制作土样时水添加的多少进行调节；土样的密度通过制作土样时的击实程度进行调节；土样进行试验的不同时间通过对装置放置时间的长短进行调节；土样所处的不同温度可以通过将装置放进恒温槽中，调节恒温槽的温度来实现，所述恒温槽可以是满足试验目的的需要的任意标准的恒温槽；上下两个土样间的距离大小通过改变间距垫片4的数量来调节；
7）将恒温槽调节到所需温度，30分钟后将装置放入恒温槽中，等待一定的时间将装置从恒温槽中取出快速擦干，卸下拉杆7和螺母8，快速从滤纸固定垫片5上取下滤纸6并立即放到称上进行称重。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，其特征在于，包括：上下两个部分，具体包括底座（1）、环刀（2）、间距垫片（4）、滤纸固定垫片（5）、滤纸（6）、拉杆（7）、螺母（8）；所述底座（1）内可以拆卸嵌入环刀（2）；所述环刀（2）内部含有土样（3）；所述底座（1）上部安装有间距垫片（4）；所述间距垫片（4）上部安装有滤纸固定垫片（5）；该装置为上下对称结构通过拉杆（7）和螺母（8）连接成一体；
该装置的使用方法，包括下步骤：1）用环刀（2）切制设计密度及含水率的土形成土样（3），将含有土样（3）的环刀（2）放入到底座（1）当中，所述密度及含水率为使土样在环刀中稳定、不掉渣的密度及含水率，其由土样击实曲线确定；
2）根据所需土样（3）到滤纸（6）之间的设计距离确定间距垫片（4）的数量；
3)将所确定数量的间距垫片（4）放到底座（1）上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性每一个台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
4）将滤纸固定垫片（5）放到间距垫片（4）上，通过台阶式卡口固定位置，为保证密封性台阶式卡口外沿处放有密封橡胶圈；
5）该装置上下两侧为对称结构，上侧制作过程同下侧相同，并将密封橡胶圈放在滤纸固定垫片外沿上，将称重好的滤纸迅速放在下侧结构的滤纸固定垫片内部卡槽上，将上下两侧结构迅速结合并通过拉杆（7）和螺母（8）进行连接形成一体；
6）在实现不同高度、不同含水率、不同密度的土样中在不同距离、不同时间、不同温度下气态水迁移质量的测量时，土样的高度通过环刀的高度或土在环刀内部的垂直尺寸进行调节；土样的含水率通过制作土样时水添加的多少进行调节；土样的密度通过制作土样时的击实程度进行调节；土样进行试验的不同时间通过对装置放置时间的长短进行调节；土样所处的不同温度通过将装置放进恒温槽中，调节恒温槽的温度来实现，所述恒温槽是满足试验目的需要的任意标准的恒温槽；上下两个土样间的距离大小通过改变间距垫片4的数量来调节；
7）将恒温槽调节到所需温度，30分钟后将装置放入恒温槽中，等待一定的时间将装置从恒温槽中取出快速擦干，卸下拉杆（7）和螺母（8），快速从滤纸固定垫片（5）上取下滤纸（6）并立即放到称上进行称重。
2.根据权利要求1所述的一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，其特征在于：所述底座（1）内壁设有两条对称条棱用于固定环刀（2）。
3.根据权利要求1所述的一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，其特征在于：所述环刀（2）用于切制土方形成土样（3），且土样嵌在环刀（2）内部。
4.根据权利要求1所述的一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，其特征在于：所述间距垫片（4）放置于底座（1）和滤纸固定垫片（5）之间，通过台阶式卡口固定位置，用于调节土样与滤纸间的距离，根据距离的不同可以放置多个间距垫片（4），间距垫片（4）和滤纸固定垫片（5）台阶式卡口外沿分别放有密封橡胶圈。
5.根据权利要求1所述的一种测量非饱和土中气态水迁移质量的装置，其特征在于：所述滤纸固定垫片（5）用于固定滤纸（6），两个滤纸固定垫片之间放有密封橡胶圈；滤纸固定垫片（5）下端为网格状防止土样（3）松动后与滤纸（6）大面积接触。
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