CN205826382U - 简易土样饱和器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种简易土样饱和器，它包括储水器，试样盒下端的进水管通过U型连接管与储水器下端的出水口连通；试样盒包括与进水管连通的试样盒底座，试样盒底座上表面设有过滤棉，过滤棉上表面设有透水石底板，透水石底板上表面设有下层滤纸，下层滤纸上表面设有带环刀的土样，环刀外表面安装有密封圈，土样上表面设有上层滤纸，上层滤纸上表面设有试样盒的透水石上盖；本实用新型结构简单、易携带，并且其操作容易、成本低，同时能够使土样达到满足稳定渗流条件的饱和度。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，具体地指一种简易土样饱和器。
背景技术
饱和土样对于岩土工程实践与理论的研究有重要意义，尤其对土体的降雨入渗特性、变形破坏及强度稳定等岩土工程力学性质影响较大，在测试土体孔隙率、饱和度、干密度等指标时也都需要饱和的土样。但现有的土体试样饱和器结构组成复杂，大多由真空泵、饱和缸、真空度控制表等部件构成，且其操作步骤复杂，有多个阀门、电源、压力表、接头处密封等需操控，控制指标也繁多。为解决传统土体试样饱和器结构的操作复杂，不方便携带，造价颇高的问题，需要重新设计简易的土样饱和器。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种简易土样饱和器，解决传统真空饱和器结构操作复杂，不方便携带的技术问题，并可以使土样达到满足稳定渗流条件的饱和度。
本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种简易土样饱和器，它包括储水器，试样盒下端的进水管通过U型连接管与储水器下端的出水口连通；
所述试样盒包括与进水管连通的试样盒底座，所述试样盒底座上表面设有过滤棉，所述过滤棉上表面设有透水石底板，所述透水石底板上表面设有下层滤纸，所述下层滤纸上表面设有带环刀的土样，所述环刀外表面安装有密封圈，所述土样上表面设有上层滤纸，所述上层滤纸上表面设有试样盒的透水石上盖。
进一步地，所述透水石上盖和试样盒底座上还开设有安装对拉螺杆的螺孔，螺母安装在对拉螺杆上，用于将透水石上盖固定安装在试样盒底座上，从而更好地将土样密封在试样盒里。
优选地，所述对拉螺杆的数量为四根。
进一步地，所述试样盒底座为长方体结构的容器，其顶部不封闭，其底部中心位置与进水管连通。
更进一步地，所述透水石上盖、过滤棉、透水石底板和下层滤纸均为矩形。
在上述技术方案中，饱和土样的入渗水量从土样下端向上端流动，因为在土颗粒孔隙中既存在水分也存在空气，饱和土样的过程是土颗粒孔隙中排除空气注入水分的过程，而空气密度比水分小，因而空气总处于土颗粒孔隙的上部，水分处于土颗粒孔隙下部。为保证孔隙中空气顺利排出，水分顺利进入，本实用新型设计入渗水量从下向上经过土样，即水力梯度从土样下端施加于土样，以确保处于孔隙上部的空气有空间和通道从上端溢出，而水分又能充分全面的从下端进入。此设计避免了在从上向下的入渗过程中气体密封于土样中难以排除，从而土样无法完全饱和，以及由于重力的作用使得入渗水量始终沿着固定的渗流通道入渗而使得土体饱和不充分的问题。
试样盒内部从下到上的五层作用分别是：过滤棉，过滤试样盒下端的进水，以免杂质进入试样盒而混入土样；透水石底板，提供空间，让水分大面积与土样接触，增加入渗面积；下层滤纸，阻挡土样土体在水分入渗过程中随水分运动而流失，并阻挡土颗粒粘附在透水石底板上；环刀，固定土样形状；密封圈，密封环刀与试样盒外壁的空间，避免水分从边壁流失而无法经过土样饱和土样；上层滤纸，过滤土样，避免土颗粒被水分冲出，同时也避免土样与透水石上盖直接接触造成土颗粒粘附；透水石上盖，可起到压紧密封土样和渗透出水量的作用。
本实用新型有益效果：本实用新型结构简单、易携带，并且其操作容易、成本低，同时能够使土样达到满足稳定渗流条件的饱和度。
附图说明
图1 为一种简易土样饱和器的结构示意图；
图2为图1中试样盒的剖视结构示意图；
图3为图1中试样盒的俯视结构示意图；
图中，储水器1、试样盒2、进水管3、U型连接管4、试样盒底座5、过滤棉6、透水石底板7、下层滤纸8、环刀9、土样10、密封圈11、上层滤纸12、透水石上盖13、对拉螺杆14、螺母15。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1至图3所示，一种简易土样饱和器，它包括储水器1，试样盒2下端的进水管3通过U型连接管4与储水器1下端的出水口连通；
所述试样盒2包括与进水管3连通的试样盒底座5，所述试样盒底座5上表面设有过滤棉6，所述过滤棉6上表面设有透水石底板7，所述透水石底板7上表面设有下层滤纸8，所述下层滤纸8上表面设有带环刀9的土样10，所述环刀9外表面安装有密封圈11，所述土样10上表面设有上层滤纸12，所述上层滤纸12上表面设有试样盒2的透水石上盖13；
所述透水石上盖13和试样盒底座5上还开设有安装对拉螺杆14的螺孔，螺母15安装在对拉螺杆14上，用于将透水石上盖13固定安装在试样盒底座5上；所述对拉螺杆14的数量为四根；
所述试样盒底座5为长方体结构的容器，其顶部不封闭，其底部中心位置与进水管3连通；所述透水石上盖13、过滤棉6、透水石底板7和下层滤纸8均为矩形。
本实施例在安装土样10过程中，要在储水器1中加入与试样盒2等高的水头，以避免后期加满水头时密封于试样盒2中的空气先通过土样10外溢造成明显的渗流通道，使土体饱和效果不均匀。加入1.5米左右水头时，对于2厘米厚直径7厘米的圆柱形黏土土样10，水头的入渗至少可维持12小时，为保证土样10饱和质量，最佳维持土样10入渗时间为24小时以上。
为衡量土样10是否完全饱和，在饱和过程中每半小时记录一次水头高度，由公式计算得出土样的渗透系数kr：QUOTE ，式中，a为储水器1的管截面积，单位cm2；L为渗径，等于试样高度，单位cm；A为土样10的断面面积，单位m2；t1为测度水头起始时间，单位s；t2为测度水头终止时间，单位s；h1为开始时水头，单位cm；h2为终止时水头，单位cm；若渗透系数在长时间内保持不变则土样10完全饱和。在记录水头高度时，注意记录间隔时间视土样10种类而定，黏土记录数据间隔可以稍久，沙土记录数据间隔略短。
Claims (5)
1.一种简易土样饱和器，其特征在于：它包括储水器（1），试样盒（2）下端的进水管（3）通过U型连接管（4）与储水器（1）下端的出水口连通；
所述试样盒（2）包括与进水管（3）连通的试样盒底座（5），所述试样盒底座（5）上表面设有过滤棉（6），所述过滤棉（6）上表面设有透水石底板（7），所述透水石底板（7）上表面设有下层滤纸（8），所述下层滤纸（8）上表面设有带环刀（9）的土样（10），所述环刀（9）外表面安装有密封圈（11），所述土样（10）上表面设有上层滤纸（12），所述上层滤纸（12）上表面设有试样盒（2）的透水石上盖（13）。
2.根据权利要求1所述的简易土样饱和器，其特征在于：所述透水石上盖（13）和试样盒底座（5）上还开设有安装对拉螺杆（14）的螺孔，螺母（15）安装在对拉螺杆（14）上，用于将透水石上盖（13）固定安装在试样盒底座（5）上。
3.根据权利要求2所述的简易土样饱和器，其特征在于：所述对拉螺杆（14）的数量为四根。
4.根据权利要求1所述的简易土样饱和器，其特征在于：所述试样盒底座（5）为长方体结构的容器，其顶部不封闭，其底部中心位置与进水管（3）连通。
5.根据权利要求1或4所述的简易土样饱和器，其特征在于：所述透水石上盖（13）、过滤棉（6）、透水石底板（7）和下层滤纸（8）均为矩形。
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| CN107884248A (zh) * | 2017-12-23 | 2018-04-06 | 郑州大学 | 一种饱和土样制备装置及其使用方法 |
| CN110160853A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-23 | 山东农业大学 | 一种真空式盐渍土脱盐装置及其使用方法 |
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