CN207689304U - 一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置，包括给水桶以及吸水瓶；所述的吸水瓶中设置有用于放置土样的透水石，吸水瓶底部设置有用于测量吸水瓶质量变化的称量装置；所述的给水桶的底部与吸水瓶的底部连通。本实用新型解决了传统方法只能测定土样的吸水质量，不能实时测量土样的吸水速率和均衡吸水的局限，对土样扰动较小，在测量土样吸水速率时，能稳定准确的得到土样的吸水规律、含水率及两者之间的耦合规律，解决传统方法不能准确实时测量土样吸水速率、吸水效果不佳，吸水不均等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质工程技术领域，具体涉及一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置。
背景技术
近些年来，黄土滑坡灾害发生频率有增无减，严重威胁着人民的生命及财产安全，而这些灾害与黄土的水敏性有着密切的联系。分析不同含水率下黄土的吸水质量及吸水速率，对于研究不同含水率下的吸水特性、基质吸力、强度特性和微观结构具有重要意义，进而为解决黄土地区存在的工程地质问题提供理论依据。现有技术中目前没有能够较为简便测试土样吸水速率试验装置，不利于对土壤性质的研究。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置，用以方便且准确地测量土样的吸水质量及吸水速率。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置，包括给水桶以及吸水瓶；
所述的吸水瓶中设置有用于放置土样的透水石，吸水瓶底部设置有用于测量吸水瓶质量变化的称量装置；所述的给水桶的底部与吸水瓶的底部连通。
进一步地，所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置还包括调平装置，调平装置包括调平底座，所述的称量装置放置在调平底座上。
进一步地，所述的调平底座上设置有水准泡。
进一步地，所述的给水桶上设置有桶盖，所述的给水桶的内壁上沿圆周方向分布有用于放置桶盖的支撑块。
进一步地，所述的桶盖上设置有通孔，在试验时，通过通孔向所述给水桶中加水直至吸水瓶中的水面高度与透水石的上表面齐平后停止加水，将土样放在透水石上并开始计时，通过称量装置测量吸水瓶的质量变化。
进一步地，所述的透水石上设置有滤纸，滤纸的直径与透水石的直径相同。
进一步地，所述的给水桶的底部侧面设置有供水阀，所述的吸水瓶的底部侧面设置有连接管，连接管通过供水管与所述的供水阀连接。
进一步地，所述的称量装置与计算机连接。
本实用新型具有以下技术特点：
1.本实用新型解决了传统方法只能测定土样的吸水质量，不能实时测量土样的吸水速率和均衡吸水的局限，对土样扰动较小，在测量土样吸水速率时，能稳定准确的得到土样的吸水规律、含水率及两者之间的耦合规律，解决传统方法不能准确实时测量土样吸水速率、吸水效果不佳，吸水不均等问题。
2.本装置利用计算机进行实时数据采集，解决了以往实验方法的误差问题及精度问题，保证了测试成果的连续性、精确性。
3.本装置具有结构简单、制造成本低、操作方便、结果准确等优点，使实验室内测定土样吸水速率及其分析吸水规律成为可能，这为实践中揭示黄土滑坡的致灾机理提供数据参考，具有重要的理论意义和实用价值。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为供水管部分的结构示意图；
图3为试样瓶的结构示意图；
图4为试样瓶与称量装置的结构示意图；
图5为本实用新型在试验状态下的示意图；
图中标号代表：1—桶盖，3—支撑块，3—给水桶，4—供水阀，5—供水管，6—连接管，7—调平底座，8—称量装置，9—透水石，10—滤纸，11—吸水瓶，12—通孔，13—土样。
具体实施方式
如图1至图5所示，本实用新型提供了一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置，包括给水桶3以及吸水瓶11；所述的吸水瓶11中设置有用于放置土样13的透水石9，吸水瓶11底部设置有用于测量吸水瓶11质量变化的称量装置8；所述的给水桶3的底部与吸水瓶11的底部连通。
本实用新型主要由两部分构成，其一是给水桶3，作用是向吸水瓶11中提供水，其二是吸水瓶11，其内部放置土样13。本方案中，将给水桶3和吸水瓶11底部连通，使给水桶3和吸水瓶11构成连通器，这样在向给水桶3中加水后，给水桶3中和吸水瓶11中的水面高度最终将保持一致。吸水瓶11中的透水石9，其作用是放置土样13，并且由于透水石9上分布的孔隙，使得土样13底部能够更为均匀、快速地进行吸水，从而使得吸水效率更好，吸水更加均匀。在试验时，将通过环刀取下的土样13放在透水石9上，然后利用称量装置8测量吸水瓶11整体的质量变化，即可测得吸水量；再通过吸水时对时间的记录，即可求得吸水速率。
优选地，所述的透水石9上设置有滤纸10，滤纸10的直径与透水石9的直径相同；试验时，先将滤纸10放在透水石9上，然后再将土样13放在滤纸10上。滤纸10可以更好地辅助土样13吸水，使得吸水更加均匀。
为了尽可能减小试验干扰因素，本方案中，所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置还包括调平装置，调平装置包括调平底座7，所述的称量装置8放置在调平底座7上；所述的调平底座7上设置有水准泡。通过水准泡，在实验前先将调平底座7的上表面调节至水平状态，具体调节方式可以是在调平底座7的底角处加垫片，或利用带有调平螺栓的调平底座7来方便地完成调平。调平底座7的调平完成后，再将称量装置8放在调平底座7上，由此使得称量结果更加准确，也使得土样13在吸水时毛细吸水作用均匀充分。
可选地，所述的给水桶3上设置有桶盖1，所述的给水桶3的内壁上沿圆周方向分布有用于放置桶盖1的支撑块2。桶盖1的作用是减小外界因素对试验的干扰，也可避免由于蒸发对水量带来的干扰。盖合桶盖1时，将桶盖1放在给水桶3内壁上的支撑块2上即可，如图5所示。
进一步地，所述的桶盖1上设置有通孔12，通孔12有两个作用，其一是通过该通孔12，可向给水桶3中加水(蒸馏水)；其二是在土样13吸水时，通孔12可保证给水桶3内外气压平衡。在试验时，通过通孔12向所述给水桶3中加水直至吸水瓶11中的水面高度与透水石9的上表面齐平后停止加水，将土样13放在透水石9上并开始计时，通过称量装置8测量吸水瓶11的质量变化；称量装置8可以采用电子天平。
可选地，所述的给水桶3的底部侧面设置有供水阀4，所述的吸水瓶11的底部侧面设置有连接管6，连接管6通过供水管5与所述的供水阀4连接，由此实现给水桶3和吸水瓶11的连通。
为便于数据的读取、存储和分析，所述的称量装置8与计算机连接；通过计算机读取称量装置8，例如电子天平测量的数据，也可以通过计算机进行计时。
利用本装置进行土样13吸水质量及吸水速率的测试方法如下：
步骤1，将水平底座放置在水平的工作平台上，调节使水平底座的上表面保持水平状态，将电子天平放在水平底座上，并调节电子天平使其水平；将透水石9放在吸水瓶11中，并在透水石9上放置滤纸10，然后连接给水桶3、吸水瓶11；
步骤2，将桶盖1盖合在给水桶3上，打开供水阀4，通过桶盖1上的通孔12向给水桶3中添加蒸馏水，由于给水桶3和吸水瓶11连通，因此水将通过供水管5进入到吸水瓶11中，并且吸水瓶11中水面高度与给水桶3中水面高度一致；
步骤3，当吸水瓶11中的水面高度与透水石9上表面齐平后停止加水，将土样13放在透水石9上，此时将电子天平调零，然后在计算机上打开计时器开始计时；所述的透水石9的直径应大于土样13的直径；
步骤4，随着土样13不断吸水，吸水瓶11中的水面高度将下降，而由于连通器原理，给水桶3中的水会向吸水瓶11中转移，使给水桶3、吸水瓶11中的水面高度保持一致，则给水桶3中减少的水量即为吸水瓶11中增加的水量，也即土样13的吸水质量。上述质量变化过程，通过电子天平测量出来，并将数据传递到计算机中，则在计算机中记录了土样13吸水质量随时间变化的数据。
当电子天平的读数在1小时的时间内均不发生变化，则认为土样13吸水完成，此时试验结束。电子天平上的最终读数即为土样13的吸水质量，通过土样13吸水的时间和吸水质量，可以求得土样13的吸水速率。在计算机上利用origin软件可以生成不同含水率土样13吸水质量～时间曲线，并且从图中可以得出不同含水率土样13的吸水速率，以此分析对比不同含水率对吸水质量及吸水速率的影响，进而分析土样13基质吸力与吸水速率之间的耦合关系，从而为进一步分析土样13的强度特性提供依据。
Claims (8)
1.一种测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，包括给水桶(3)以及吸水瓶(11)；
所述的吸水瓶(11)中设置有用于放置土样(13)的透水石(9)，吸水瓶(11)底部设置有用于测量吸水瓶(11)质量变化的称量装置(8)；所述的给水桶(3)的底部与吸水瓶(11)的底部连通。
2.如权利要求1所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置还包括调平装置，调平装置包括调平底座(7)，所述的称量装置(8)放置在调平底座(7)上。
3.如权利要求2所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的调平底座(7)上设置有水准泡。
4.如权利要求1所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的给水桶(3)上设置有桶盖(1)，所述的给水桶(3)的内壁上沿圆周方向分布有用于放置桶盖(1)的支撑块(2)。
5.如权利要求4所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的桶盖(1)上设置有通孔(12)，在试验时，通过通孔(12)向所述给水桶(3)中加水直至吸水瓶(11)中的水面高度与透水石(9)的上表面齐平后停止加水，将土样(13)放在透水石(9)上并开始计时，通过称量装置(8)测量吸水瓶(11)的质量变化。
6.如权利要求1所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的透水石(9)上设置有滤纸(10)，滤纸(10)的直径与透水石(9)的直径相同。
7.如权利要求1所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的给水桶(3)的底部侧面设置有供水阀(4)，所述的吸水瓶(11)的底部侧面设置有连接管(6)，连接管(6)通过供水管(5)与所述的供水阀(4)连接。
8.如权利要求1所述的测定土样吸水质量及吸水速率的装置，其特征在于，所述的称量装置(8)与计算机连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110398435A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-01 | 中国矿业大学 | 一种岩石材料无损浸水装置及方法 |
| CN111175169A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-19 | 中国地质大学（北京） | 一种岩石润湿性评价方法 |
| CN114112801A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 石家庄铁道大学 | 一种用于填土的浸水吸水性测试装置 |
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