CN205749508U - 一种分层式土柱试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分层式土柱试验装置。其特点是：包括顶层管(1)和底座管(3)，在该顶层管(1)和底座管(3)之间安装有中层管(2)，并且中层管(2)与顶层管(1)和底座管(3)之间均通过法兰密封连接。本实用新型提供了一种分层式土柱试验装置，该分层式土柱装置装填土样和试验结束后取出土样时使每层装置都处在最顶端，便于保证土样装填容重，减少了人为由于土柱深度不同而用力不均匀而造成的误差，同样也可以根据所测样品的层数而增减土柱装置的层数，使土柱装置设备在保证实验精度的同时也增加了设备的使用效率，降低了实验成本。

Description

一种分层式土柱试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种分层式土柱试验装置。

背景技术

实验土柱通常分为两种：非扰动的原状土柱和填装的土柱，填装土柱虽然不能保持原土壤结构，但适用于一定目的的专门研究。目前所使用的土柱装置为一根有机玻璃管，多层土壤装土时从下到上一次装完，由于所装土壤高度不同和装土密度等因素，容易造成试验误差，从而影响到试验的准确性和可再现性。

目前土柱试验的装置为一根直径为300mm的直筒式有机玻璃管，装填土壤样品时都要将土样从土柱上端往下从下到上一次装完，由于人为因素，无法保证每层土壤的容重同自然条件下土壤容重一致，而且由于一般土柱长度都在1米以上，当装填深层土壤时人为操作很不方便，土样采集时也不便于取出土柱中土壤，更不便于进行土柱装置的清洗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分层式土柱试验装置，能够分层组装逐层进行土样装填，然后再整体开展试验，降低了装土难度和人为因素造成的误差，也使土柱装置中土样的装填和取出更为方便。

一种分层式土柱试验装置，其特别之处在于：包括顶层管和底座管，在该顶层管和底座管之间安装有中层管，并且中层管与顶层管和底座管之间均通过法兰密封连接。

其中在顶层管上标有刻度值。

其中中层管由至少2段小中层管通过法兰密封连接而成。

其中在顶层管和底座管各自的一端设有法兰盘，而在中层管两端均设有法兰盘，在所有法兰盘上均开有密封槽，在该密封槽内安装有密封圈。

其中顶层管、底座管和中层管均采用有机玻璃材质。

其中在底座管中间分别设有上层挡板和下层挡板，在该上层挡板上开有若干通孔，并且在上层挡板和下层挡板中间的底座管上开有水流回收孔。

其中通孔均为直径2mm的圆孔，并且每平方厘米均匀分布有5个通孔。

本实用新型提供了一种分层式土柱试验装置，该分层式土柱装置装填土样和试验结束后取出土样时使每层装置都处在最顶端，便于保证土样装填容重，减少了人为由于土柱深度不同而用力不均匀而造成的误差，同样也可以根据所测样品的层数而增减土柱装置的层数，使土柱装置设备在保证实验精度的同时也增加了设备的使用效率，降低了实验成本。本实用新型装置可以采集试验土样自然状态下的分层界限进行分层、设定土层高度，然后进行试验取数，按照前期制定的设计要求对土柱装置进行设计、改进。所设计的土柱装置可以按原样等高逐层进行试验土层装填，再整体开展试验，不但降低了装填土壤的难度以及人为操作所引起的误差，还给不同层次土样采集以及清洗土柱装置提供了方便。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型的结构示意图；

附图3为本实用新型中底座管3的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本实用新型提供了一种分层式土柱试验装置，包括顶层管1和底座管3，在该顶层管1和底座管3之间安装有中层管2，并且中层管2与顶层管1和底座管3之间均通过法兰密封连接。

其中在顶层管1上标有刻度值，中层管2可以是单独的一根管，或者由2、3或更多段小中层管通过法兰首尾密封连接而成，密封采用法兰盘上开密封槽结合密封圈的方式。例如具体是在顶层管1和底座管3各自的一端设有法兰盘，而在中层管2两端均设有法兰盘，在所有法兰盘上均开有密封槽，在该密封槽内安装有密封圈。其中中层管2采用有机玻璃材质，顶层管1和底座管3也分别采用有机玻璃材质。

底座管3上的法兰盘中间有上层挡板，上层挡板是土柱的底层板，为了确保水渗到上层挡板以下，在该上层挡板上开有直径为2mm的通孔，其数量为每平方厘米上5个均匀分布的通孔。在该上层挡板下方还有一块无孔的下层挡板，是为了确保渗下来的水能够不外流便于收集，下层挡板以上的圆柱外侧有水流回收孔，可以直接回收渗出水，进行土柱淋滤实验。

底座管3外壁中间向下垂直方向开有一个直径为6MM的半圆形密封槽，当底层与中间层连接时槽里加放密封条，保证底层与中间层之间不会漏出水分，保证试验可靠性。

本实用新型的使用方法和工作原理是：

1)样品采集：按照试验土样自然状态下的分层界限进行分层，测定不同层次土壤高度和对应土层的容重，分层采集土样，测定出按照试验要求对不同土层土样进行风干、过筛处理，并做好标记。

2)按照每20cm作为一个分层装置设计土柱试验的装置，顶层管1按照附图1、2所示，底座管3按照附图3所示。

3)除顶层管1和底座管3外，本实用新型的土柱试验装置中间部分可按土层深度要求制作若干个D300mm×200mm有机玻璃管作为小中层管，且两端带有D400mm的外法兰盘，且每个法兰盘上有D340mm×D346mm×2.5mm的密封槽，每个法兰盘上都有以D355mm为直径且等分的D9mm×8的孔，密封条为D340mm×d6mm的密封圈，通过用M8螺栓链接形成中层管2。

4)由于土壤层与层之间加入了密封圈，保证了密封性，所以在使用中土壤和水不会在层与层之间流出，外界空气也不会进入。

5)土样装填：按照从下层到上层依次安装各分层土柱装置，首先进行第一分层土柱装填，按照土壤自然状态下该层次土壤容重和每次装填高度，计算每次土样装填量，并全部装入土柱，夯实后表面划毛，继续下一次装填，第一层土样装好后将上面土壤打毛，把与第二层土柱装置接触面清理干净，放入密封圈，用螺栓紧固，再安装第二层土柱装置，装填第二层土壤。用相同的方法依次装填土样直至表层土壤。

6)对此种土柱试验装置进行五组相同试验和用背景技术中的直筒式装置进行5组同样的试验进行比较，结果显示，前者无论是土壤容重还是取样的精确性以及测量数据变化的误差都明显好于后者，减少了人为影响因素。

如附图1、2所示整个土柱装置由主要三部分组成，顶层管1、底座管3和中层管2必须用，但组成中层管2的小中层管数量可以根据试验层高适当增减以满足需要，例如图1、2中采用3个小中层管组成。

Claims (7)

1.一种分层式土柱试验装置，其特征在于：包括顶层管(1)和底座管(3)，在该顶层管(1)和底座管(3)之间安装有中层管(2)，并且中层管(2)与顶层管(1)和底座管(3)之间均通过法兰密封连接。

2.如权利要求1所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中在顶层管(1)上标有刻度值。

3.如权利要求1所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中中层管(2)由至少2段小中层管通过法兰密封连接而成。

4.如权利要求1所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中在顶层管(1)和底座管(3)各自的一端设有法兰盘，而在中层管(2)两端均设有法兰盘，在所有法兰盘上均开有密封槽，在该密封槽内安装有密封圈。

5.如权利要求1所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中顶层管(1)、底座管(3)和中层管(2)均采用有机玻璃材质。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中在底座管(3)中间分别设有上层挡板和下层挡板，在该上层挡板上开有若干通孔，并且在上层挡板和下层挡板中间的底座管(3)上开有水流回收孔。

7.如权利要求6所述的一种分层式土柱试验装置，其特征在于：其中通孔均为直径2mm的圆孔，并且每平方厘米均匀分布有5个通孔。