CN212844859U - 一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩土工程试技术领域，尤其涉及一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪。包括水槽，水槽内设置有隔板，隔板将水槽的储水腔体分隔为第一腔体和第二腔体；若干个连接架设置在水槽上，试验管连接于连接架、竖直设置在第一腔体上方；试验管为双层结构，其包括试管和外套管，外套管与连接架连接，试管套装在外套管内、试管与外套管的管壁之间通过横架固接；试管的下端连接有封闭管口的网面；第一腔体和第二腔体联通；试管末端下探至第一腔体和第二腔体联通处下方，外套管的下端管口与第一腔体和第二腔体联通处底边沿平齐。本实用新型结构简单、操作方便，可有效地提高毛细水上升高度试验测定的效率及精确度。

Description

一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪

技术领域

本实用新型涉及岩土工程试技术领域，尤其涉及一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪。

背景技术

在工程实践过程中，当地下水位升高时，某些区域由于特殊的岩土性质会变成沼泽甚至盐碱化，导致建筑物被浸润，对建筑结构的安全性及耐久性造成影响。因此推算降低地下水位的必要深度对于工程的安全性十分必要。毛管水高度试验可用于求得土内毛管水的上升高度及上升速度，毛管现象主要是由于土颗粒与水分子间的相互引力及表面张力而产生，与土的孔隙、结构、离子组成、化学成分、温度等有关。测定毛管水上升高度的方法主要有正水头法及负水头法，正水头法即直接观测法，适用于砂性土，主要测定土中毛管水弯月面支撑上升的水柱高度。目前的测定技术中主要存在以下问题：首先试验仪器繁琐，分为支架及1m长的玻璃管，一组设备一次只能测定一个土样，且易损坏；其次，在直接观测法中，要求玻璃管底部浸润的自由水面高度保持一致，在实践操作中，需要人工加水，且需要人根据玻璃管中砂土颜色的深浅确定毛管水上升的高度，人工干扰性大，试验结果不够精确；另外目前的试验设备无法实现对温度的控制，仅可实现室温条件下的毛管水高度试验，无法研究温度因素的影响规律。

实用新型内容

针对现有技术中毛管水上升高度试验中仪器易损、结果不精确以及无法控温等问题，本实用新型旨在提供一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，包括水槽，所述水槽内设置有隔板，隔板将所述水槽的储水腔体分隔为第一腔体和第二腔体；若干个连接架设置在所述水槽上，试验管连接于所述连接架、竖直设置在所述第一腔体上方；所述试验管为双层结构，其包括试管和外套管，所述外套管与连接架连接，所述试管套装在外套管内、试管与外套管的管壁之间通过横架固接；所述试管的下端连接有封闭管口的网面；所述第一腔体和第二腔体联通；所述试管末端下探至第一腔体和第二腔体联通处下方，所述外套管的下端管口与第一腔体和第二腔体联通处的底边沿平齐。

进一步地，所述试管的末梢连接有支撑架；所述支撑架设置在所述水槽内底，其包括夹持环、环绕夹持环设置的至少三个支腿；所述夹持环为两部分，一端部铰接、另一端部通过紧固螺栓连接；所述夹持环的内侧黏贴有橡胶圈，所述支腿为背离夹持环外扩状。当试管内装入试样后，自身负载加重，支撑架防止试管下坠、脱落。

进一步地，所述水槽上、位于所述第二腔体的一侧壁底部设置有出水孔。

进一步地，所述水槽的底部设置有用于夹持桌板的夹紧件。

进一步地，所述夹紧件包括设置在所述水槽底部的“L”型板，与“L”型板螺纹连接朝水槽底面旋进的螺栓。夹紧件将水槽紧固在试验台上，避免倾覆。

进一步地，所述外套管的上端管口为漏斗状；方便将水缓慢注入第一腔体内；一定温度的水不断从外套管与试管之间流入第一腔体内，实验过程中保持水温恒定。

进一步地，所述试管内壁设置有平行于其轴线的标记线，所述标记线为遇水变色油墨线条；所述外套管上刻有刻度线，刻度线的起始点为所述第一腔体储满水后的水平面。标记线遇水变透明，便于观测试管内试样是否被浸润；通过外套管上刻度线快速精确得出试样体被浸润高度。

进一步地，所述水槽为无顶面的长方体槽，位于第一腔体的一侧壁加厚、且顶面排列有螺孔，所述连接架包括竖杆、通过套筒设置在竖杆上的横杆，横杆的另一端连接有抱持外套管的夹具。

进一步地，沿所述试管与外套管高度方向分布有2~5个横架。

进一步地，所述隔板的顶面低于水槽边框的顶面；水从外套管不间断注入第一腔体内，第一腔体内水满后溢出，越过隔板流入第二腔体内；保持实验过程中第一腔体内水压平衡。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：本实用新型的连接架直接连接于水槽上，结构简单，双层试验管的设置，一方面确保了内层试管不易破损，另外一方面实现了对试验温度的控制。内层试管中遇水变色油墨标记线的设置，可帮助判定确切的毛细水位置，通过外层管的刻度，确定此时的水头高度，提高了试验的精度，另外水槽中设置了高度一定的水槽隔板，通过不断的水的注入，使得试样所在水槽的水面保持稳定，提高了试验效率。本实用新型有效的解放了人工，提高试验效率及精度。本实用新型结构简单、操作方便，可有效地提高毛细水上升高度试验测定的效率及精确度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为水槽的结构示意图。

图3为横架的结构示意图。

图4为支撑架的结构示意图。

图中：1-水槽；2-竖杆；3-套筒；4-横杆；5-夹具；6-横架；6-1-套环；6-2-连杆；7-外套管；8-标记线；9-第一腔体；10-试管；11-网面；12-支撑架；12-1-支腿；12-2-紧固螺栓；12-3-夹持环；12-4-橡胶圈；13-隔板；14-第二腔体；15-出水孔；16-“L”型板；17-螺栓；18-螺孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供的一种技术方案：如图1、图2所示；一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，包括水槽1，水槽1为无顶面的长方体槽，采用有机玻璃制成；水槽1长度方向的一侧壁较其余外壁加厚，厚度为3cm；在加厚侧壁的顶面竖直向下钻有3个螺孔18。水槽1内设置有一隔板13，隔板13将水槽1的储水腔体分隔为第一腔体9和第二腔体14；隔板13的顶面低于水槽1的四壁，隔板13的高度为4cm。当第一腔体9内水满后可越过隔板13流入第二腔体14内，水槽1内水不会外溢到桌面。水槽1上、位于第二腔体14的一侧壁底部设置有出水孔15；第二腔体14内的水积蓄到一定量时，可通过出水孔15排出，也可在实验过程中，出水孔15上常连排水管。

用于支撑试验管的连接架设置在水槽1上，试验管连接于连接架、竖直设置在第一腔体9上方。连接架包括竖杆2、通过套筒3设置在竖杆2上的横杆4，横杆4的另一端连接有抱持外套管7的夹具5；竖杆2的末梢为螺纹段、与螺孔18螺纹配合连接。试验管为双层结构，其包括试管10和外套管7，外套管7采用有机玻璃制成，试管10为普通玻璃管。外套管7与夹具5连接，试管10套装在外套管7内、试管10与外套管7的管壁之间通过横架6固接；沿试管10与外套管7高度方向分布有2~5个横架6。横架6由套环6-1和围绕套环6-1外侧分布的4根连杆6-2组成，套环6-1套装在试管10上，连杆6-2的端头与外套管7内壁固连。外套管7的上端管口为漏斗状，试管10的下端连接有封闭管口的网面11；水从网面11渗入试管10内。试管10末端下探至隔板13顶面下方，外套管7的下端管口与隔板13的顶面平齐。试管10内壁设置有平行于其轴线的标记线8，标记线8为遇水变色油墨线条；外套管7上刻有刻度线，刻度线的起始点为第一腔体9储满水后的水平面。标记线8为黑色的遇水变色油墨线，雨水变透明。

试管10内装入实验用介质后，为了防止试管10下沉，连接架支撑力不足；试管10的末梢连接有支撑架12；支撑架12为不锈钢材质，支撑架12设置在水槽1内底，其包括夹持环12-3、环绕夹持环12-3设置的至少三个支腿12-1；夹持环12-3为两部分，一端部铰接、另一端部通过紧固螺栓12-2连接；夹持环12-3的内侧黏贴有橡胶圈12-4，支腿12-1为背离夹持环12-3外扩状。

为了避免倾覆，水槽1的底部设置有用于夹持桌板的夹紧件。夹紧件包括设置在水槽1底部的“L”型板16，与“L”型板16螺纹连接朝水槽1底面旋进的螺栓17。旋紧螺栓17，螺栓17与水槽1底夹紧桌板。

具体操作步骤为：

（1）将竖杆2拧固于水槽1侧面顶部的螺孔18上，将水槽1固定于试验台上；

（2）取代表性风干砂样约1.5kg，使其均匀分散，借漏斗分数次装入试管10中，并用棒轻轻捣实，使砂样密度均匀，达到试验要求的密度；

（3）将双层试验管固定于连接架上，试管10底端固定于支撑架12的夹持环12-3上，放置于第一腔体9内，使试管10管底部与水槽隔板13顶部距离为1cm；

（4）将符合试验要求温度的水从外套管7的漏斗状入口注入，直至水面到达隔板13顶部并部分溢出至第二腔体14；

控制水注入的流量，经5、10、20、30、60min，以后每隔数小时，根据玻璃管10中变色油墨8颜色的变化，测定各时间毛管水上升最高点的高度（以水槽中水面为基点），直至上升稳定为止。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：包括水槽（1），所述水槽（1）内设置有隔板（13），隔板（13）将所述水槽（1）的储水腔体分隔为第一腔体（9）和第二腔体（14）；

若干个连接架设置在所述水槽（1）上，试验管连接于所述连接架、竖直设置在所述第一腔体（9）上方；所述试验管为双层结构，其包括试管（10）和外套管（7），所述外套管（7）与连接架连接，所述试管（10）套装在外套管（7）内、试管（10）与外套管（7）的管壁之间通过横架（6）固接；所述试管（10）的下端连接有封闭管口的网面（11）；

所述第一腔体（9）和第二腔体（14）联通；所述试管（10）末端下探至第一腔体（9）和第二腔体（14）联通处下方，所述外套管（7）的下端管口与第一腔体（9）和第二腔体（14）联通处的底边沿平齐。

2.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述试管（10）的末梢连接有支撑架（12）；所述支撑架（12）设置在所述水槽（1）内底，其包括夹持环（12-3）、环绕夹持环（12-3）设置的至少三个支腿（12-1）；所述夹持环（12-3）为两部分，一端部铰接、另一端部通过紧固螺栓（12-2）连接；所述夹持环（12-3）的内侧黏贴有橡胶圈（12-4），所述支腿（12-1）为背离夹持环（12-3）外扩状。

3.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述水槽（1）上、位于所述第二腔体（14）的一侧壁底部设置有出水孔（15）。

4.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述水槽（1）的底部设置有用于夹持桌板的夹紧件。

5.根据权利要求4所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述夹紧件包括设置在所述水槽（1）底部的“L”型板（16），与“L”型板（16）螺纹连接朝水槽（1）底面旋进的螺栓（17）。

6.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述外套管（7）的上端管口为漏斗状。

7.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述试管（10）内壁设置有平行于其轴线的标记线（8），所述标记线（8）为遇水变色油墨线条；所述外套管（7）上刻有刻度线，刻度线的起始点为所述第一腔体（9）储满水后的水平面。

8.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述水槽（1）为无顶面的长方体槽，位于第一腔体（9）的一侧壁加厚、且顶面排列有螺孔（18），所述连接架包括竖杆（2）、通过套筒（3）设置在竖杆（2）上的横杆（4），横杆（4）的另一端连接有抱持外套管（7）的夹具（5）。

9.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：沿所述试管（10）与外套管（7）高度方向分布有2~5个横架（6）。

10.根据权利要求1所述的一种用于毛管水上升高度试验的毛管仪，其特征在于：所述隔板（13）的顶面低于水槽（1）边框的顶面。

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