CN212159804U - 一种温度和流速可控的土体崩解试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，主要涉及岩土工程中土体崩解特性测定领域。包括试验台，所述试验台上设有崩解槽，所述连接板底部设有多个测力计，所述测力计底部均设有网状托盘，所述网状托盘内设有土样，所述网状托盘设置在崩解槽内，所述崩解槽底部设有温度控制器，所述崩解槽内设有流速测定仪，所述崩解槽一侧设有出水管，所述出水管上设有调速阀，所述试验台上还设有分析系统，所述测力计、流速测定仪和温度控制器均与分析系统电连接。本实用新型的有益效果在于：能够对试验过程中水体的温度和流速进行控制，使试验过程更全面，试验结果更客观严谨。

Description

一种温度和流速可控的土体崩解试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程中土体崩解特性测定领域，具体是一种温度和流速可控的土体崩解试验装置。

背景技术

土体由固相、气相、液相组成，其中固体颗粒构成土体骨架，气象和液相填充土体的孔隙。在汛期，随着水位上涨，河岸边坡上的土体被浸泡在水中，水体进入土体孔隙中，改变土体的性质(含水率、重度、密度、饱和度、粘聚力等)，部分土体易发生崩解，土体的崩解特性包含崩解量、崩解速度等。

土体崩解会影响边坡结构，进一步影响边坡的稳定性，发生一系列的地质灾害，给人民的生命和财产安全带来了巨大威胁。

当前土体的崩解特性并不明朗，且已有的研究表明，土体的崩解与水体温度和水体流速有关，但是目前常见的土体崩解试验装置大多是在一个温度和流速固定的实验环境下进行测定，不能随时控制和改变水体温度和流速，那么对于最终试验结果来说也是不严谨的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，它能够对试验过程中水体的温度和流速进行控制，在测定传统变量下土体崩解特性的基础上，增加了土体在不同水体温度和流速下的崩解特性，使试验过程更全面，试验结果更客观严谨。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，包括试验台，所述试验台上设有崩解槽，所述崩解槽一侧设有倒L形的支架，所述支架横杆端部的底部设有连接杆，所述连接杆底部设有连接板，所述连接板底部设有多个测力计，所述测力计底部均设有网状托盘，所述网状托盘内设有土样，所述网状托盘设置在崩解槽内，所述崩解槽底部设有温度控制器，所述崩解槽内设有流速测定仪，所述崩解槽一侧设有出水管，所述出水管上设有调速阀，所述试验台上还设有分析系统，所述测力计、流速测定仪和温度控制器均与分析系统电连接。

进一步的，所述崩解槽一侧设有蓄水箱，所述蓄水箱一侧设有连接管，所述连接管另一端位于崩解槽内，所述连接管上设有阀门。

进一步的，所述连接杆为电动伸缩杆。

进一步的，所述测力计底部设有挂环，所述网状托盘顶部设有挂钩，所述挂钩与挂环挂接。

进一步的，所述出水管另一端设有集水箱。

进一步的，所述崩解槽内靠近出水管管口的一侧底部设有滤板。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

事先向崩解槽内注水，或者利用水管向崩解槽内持续注水，通过分析系统设置水温，并通过温度控制器加热并保持水温，然后通过调速阀和流速测定仪的共同作用调节崩解槽内水体的流速，之后向网状托盘内放入土样并将网状托盘固定在测力计下，通过连接杆和连接板将网状托板固定在崩解槽内，使网状托盘内的土样底部始终浸在水体内，就可以通过分析系统根据一定时间内测力计的数值变化来自动分析测定不同土样在某一水体温度和流速下的土体崩解特性，还可以改变水体温度和流速来进一步试验同一土样在不同水体温度和流速下的土体崩解特性，使试验过程更加全面，试验结果更加客观严谨和准确。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的网状托盘的结构示意图。

附图中所示标号：

1、试验台；2、崩解槽；3、支架；4、连接杆；5、连接板；6、测力计；7、网状托盘；8、土样；9、温度控制器；10、流速测定仪；11、出水管；12、调速阀；13、分析系统；14、蓄水箱；15、连接管；16、阀门；17、挂环；18、挂钩；19、集水箱；20、滤板。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，主体结构包括试验台1，所述试验台1上设有崩解槽2，所述崩解槽2一侧设有倒L形的支架3，支架3的横杆位于顶部，所述支架3横杆端部的底部设有连接杆4，所述连接杆4底部设有连接板5，所述连接板5底部设有多个测力计6，所述测力计6底部均设有网状托盘7，即测力计6的数量与网状托盘7的数量相同，所述网状托盘7内设有土样8，测力计6能测得网状托盘7和土样8的质量，并通过电源线19和信号线20与分析系统13相连接，监测土样8在崩解过程中质量的变化，通过换算能计算得出土样8的崩解速率，所述网状托盘7设置在崩解槽2内，所述崩解槽2底部设有温度控制器9，通过分析系统13为温度控制器9设置一温度值，温度控制器9对崩解槽2内的水体进行加热并保持水体温度在设定值，类似于可调节温度的保温杯垫，从而模拟不同温度下土样8的崩解特性，所述崩解槽2内设有流速测定仪10，所述崩解槽2一侧设有出水管11，流速测定仪10设置在崩解槽2内靠近出水管11处，所述出水管11上设有调速阀12，通过调速阀12调节崩解槽2内的水从出水管11流出的速率，从而调节崩解槽2内水体的流速，并通过流速测定仪10监测后将数值传输给分析系统13，从而模拟不同流速下土样8的崩解特性，所述试验台1上还设有分析系统13，分析系统13可以是一电脑，或者其他智能设备，所述测力计6、流速测定仪10和温度控制器9均与分析系统13电连接，通过多个网状托盘7，可以实现同时对多个不同的土样8在同一水体温度、流速下的崩解特性进行试验，也可以对同一土样8不同水体温度、流速下的崩解特性进行试验，使试验更加全面，结果更加严谨。

优选的，所述崩解槽2一侧设有蓄水箱14，蓄水箱14底部通过支撑部件支撑且高度高于崩解槽2的高度，利用重力将蓄水箱14内的水引入崩解槽2内，蓄水箱14顶部连通进水管，保证蓄水箱14内的水量，所述蓄水箱14一侧设有连接管15，所述连接管15另一端位于崩解槽2内，所述连接管15上设有阀门16，通过阀门16来控制蓄水箱14内水的流出和断开，以及调节从蓄水箱14流入崩解槽2内水量的大小，确保向崩解槽2中持续供水。

优选的，所述连接杆4为电动伸缩杆，将电动伸缩杆收缩来将网状托盘7和土样8全部挂到测力计6上，然后将电动伸缩杆伸长使网状托盘7全部且同时浸入崩解槽2的水体内，便于操作的同时，进一步保证试验结果的准确性。

优选的，所述测力计6底部设有挂环17，所述网状托盘7顶部设有挂钩18，所述挂钩18与挂环17挂接，能将网状托盘7取下来，实现网状托盘7与测力计6的可拆卸连接，便于试验结束后清洗网状托盘7，保证下次试验的准确性。

优选的，所述出水管11另一端设有集水箱19，将崩解槽2中的水收集后再循环利用，避免资源浪费。

优选的，所述崩解槽2内靠近出水管11管口的一侧底部设有滤板20，滤板20为倾斜状态，滤板20的一端固定在崩解槽2内靠近出水管11的侧壁上，滤板20另一端固定在崩解槽2内底面上，崩解槽2内的水体要先经过滤板20过滤才能从出水管11流出，能有效阻塞粒径较大的土体颗粒，避免对水体流速造成干扰，且能防止出水管11和调速阀12被堵塞。

使用本装置来进行土体崩解试验包括以下步骤，

步骤1，按实验需求取原状土或用扰动土制备所需状态的土样8(如不同固结度的土体、不同含水率的土样)，用环刀取出标准体积的试验用土样；

步骤2，测定各土样8的质量；

步骤3，将试样土样置于网状托盘7内，注意不要破坏土样8；

步骤4，基于温度控制器9将崩解槽2中的水体调控在某一恒定温度T下，记录下该温度；

步骤5，借助调节出水管11、调速阀12、阀门16调节崩解槽2内水体的流速，通过流速测定仪10读取流速值v，并记录下该流速；

步骤6，借助电动伸缩杆将所有土样8同时置于水中，试验土样入水开始计时，并通过测力计6量取各土样8质量的变化，通过电源线传入分析系统13，即电脑；

步骤7，直到测力计6的值不再发生变化，停止试验；

步骤8，电脑通过计算得出各土体的崩解速度；

步骤9，改变水体温度及流速，重复上述步骤，可开展大量的对比试验；

步骤10，清洗试验装置，使装置保持干燥状态。

Claims (6)

1.一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：包括试验台(1)，所述试验台(1)上设有崩解槽(2)，所述崩解槽(2)一侧设有倒L形的支架(3)，所述支架(3)横杆端部的底部设有连接杆(4)，所述连接杆(4)底部设有连接板(5)，所述连接板(5)底部设有多个测力计(6)，所述测力计(6)底部均设有网状托盘(7)，所述网状托盘(7)内设有土样(8)，所述网状托盘(7)设置在崩解槽(2)内，所述崩解槽(2)底部设有温度控制器(9)，所述崩解槽(2)内设有流速测定仪(10)，所述崩解槽(2)一侧设有出水管(11)，所述出水管(11)上设有调速阀(12)，所述试验台(1)上还设有分析系统(13)，所述测力计(6)、流速测定仪(10)和温度控制器(9)均与分析系统(13)电连接。

2.根据权利要求1所述一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：所述崩解槽(2)一侧设有蓄水箱(14)，所述蓄水箱(14)一侧设有连接管(15)，所述连接管(15)另一端位于崩解槽(2)内，所述连接管(15)上设有阀门(16)。

3.根据权利要求1所述一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：所述连接杆(4)为电动伸缩杆。

4.根据权利要求1所述一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：所述测力计(6)底部设有挂环(17)，所述网状托盘(7)顶部设有挂钩(18)，所述挂钩(18)与挂环(17)挂接。

5.根据权利要求1所述一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：所述出水管(11)另一端设有集水箱(19)。

6.根据权利要求1所述一种温度和流速可控的土体崩解试验装置，其特征在于：所述崩解槽(2)内靠近出水管(11)管口的一侧底部设有滤板(20)。

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