CN216208006U - 一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置 - Google Patents
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Abstract
一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，包括有储水箱、叠式饱和器和水位传感器，储水箱的下端连通导水管，导水管的另一端连通至装置内壳内，导水管上安设有电磁阀；装置内壳的外部套有装置外壳，所述装置内壳和装置外壳均为底部封闭且上端开口的容器，装置内壳的侧壁处设有水位传感器，所述水位传感器可测量装置内壳内外侧的水位，装置内壳的内部安设有叠式饱和器，装置内壳的顶部盖有透水板；本实用新型装置可实现一装两用，并加快土样的饱和进程，减少了土壤测试前的准备时间，提高了检测效率并具有较强的适用性。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土工程试验技术领域，特别涉及一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置。
背景技术
岩土工程试验中常常需要我们制备饱和土样以测定其相关物理指标。根据《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)第4章中土样和试样制备的相关规程，土的性质决定其饱和方法，所以饱和土样的制备需根据土样的种类和渗透系数而定，通常砂土可采用浸水饱和法，细粒土则采取毛管饱和法或真空饱和法。
采用浸水饱和法或毛管饱和法所需要的时间周期长，验证土样是否饱和方式复杂，且需要人为实时进行监控，操作繁琐，控制指标繁多；此外，采取不同饱和方法所需要的试验装置也不相同，导致前期准备工作量较大，耗费的人力和物力较多，试验的最终效果也较不理想。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，该装置可实现一装两用，并加快土样的饱和进程，减少了土壤测试前的准备时间，提高了检测效率并具有较强的适用性。
为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：
一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，包括有储水箱、叠式饱和器和水位传感器，储水箱的下端连通导水管，导水管的另一端连通至装置内壳内，导水管上安设有电磁阀；装置内壳的外部套有装置外壳，所述装置内壳和装置外壳均为底部封闭且上端开口的容器，装置内壳的侧壁处设有水位传感器，所述水位传感器可测量装置内壳内外侧的水位，装置内壳的内部安设有叠式饱和器，装置内壳的顶部盖有透水板。
优选的方案中，底部面和装置外壳之间垫设有垫块，叠式饱和器和装置内壳之间同样垫设有垫块。
优选的方案中，叠式饱和器包括底板、透水石、滤纸、环刀和顶板；所述底板和顶板之间垫设有透水石，透水石之间设有环刀，环刀与透水石的接触面垫设有滤纸，土样装设于环刀内。
优选的方案中，底板和顶板之间连接螺杆，螺杆上设有螺母，通过旋紧螺杆上下端处的螺母，可使底板和顶板相互夹紧固定。
优选的方案中，水位传感器和电磁阀内设有无线信号传输装置，所述无线信号传输装置与远端监控设备无线连接。
本专利可达到以下有益效果：
1、本装置结构简单实用，能够远程自动控制供水的时间，使待饱和的土样能在短时间内达到满足稳定渗流条件的饱和度，节省了试验所需的时间；
2、本装置能够实现一装两用，即同时完成浸水饱和试验和毛管饱和试验，避免了在试验的过程中来回地更换装置，节省了试验前期准备时间，也同时降低了试验整体成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型整体结构及原理示意图；
图2为本实用新型叠式饱和器结构示意图；
图3为本实用新型进行浸水饱和试验工作原理图；
图4为本实用新型进行毛管饱和试验工作原理图。
图中：储水箱1、导水管2、电磁阀3、装置外壳4、装置内壳5、叠式饱和器6、底板601、透水石602、滤纸603、环刀604、顶板605、螺杆606、螺母607、水位传感器7、透水板8、垫块9、土样10。
具体实施方式
如图1所示，一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，包括有储水箱1、叠式饱和器6和水位传感器7，储水箱1的下端连通导水管2，导水管2的另一端连通至装置内壳5内，通过导水管2可将储水箱1内的饱和用水引入到装置内壳5内，导水管2上安设有电磁阀3；
装置内壳5的外部套有装置外壳4，所述装置内壳5和装置外壳4通常为底部封闭且上端开口的圆柱形容器，装置内壳5的侧壁处设有水位传感器7，所述水位传感器7可测量装置内壳5内外侧的水位，其中水位传感器7可控制电磁阀3的开闭，进而精确控制装置外壳4和装置内壳5内的水位；装置内壳5的内部安设有叠式饱和器6，装置内壳5的顶部盖有透水板8，透水板8通常采用透水石制作而成并具有良好的渗透性。
优选的方案如图1所示，装置内壳5的底部面和装置外壳4之间垫设有垫块9，叠式饱和器6和装置内壳5之间同样垫设有垫块9，设置垫块9的目的是让叠式饱和器6和装置内壳5保持水平，以平整容器内的液面，并使水位传感器7能够测量准确；垫块9的数量可设置为但不限于4块。
优选的方案如图2所示，叠式饱和器6包括底板601、透水石602、滤纸603、环刀604和顶板605；所述底板601和顶板605之间垫设有透水石602，透水石602之间设有环刀604，环刀604与透水石602的接触面垫设有滤纸603，土样10装设于环刀604内；
采用上述结构，再向装置内壳5注水的过程中，渗水是从装置内壳5的下端往上端来进行反向灌注的，可避免渗水在渗透的过程中气体密封于土样10中难以排除，使得土样10无法达到完全饱和的情况，以及由于重力的作用导致渗水始终沿着固定的渗流通道入渗而使得土样10饱和不充分的问题；
此外，底板601可托起土样10和环刀604，为透水石602的安装提供空间，使渗水能够与土样10大面积接触，增大了渗透面。设置环刀604的作用是为了固定土样10的形状，设置滤纸603则是避免土样10颗粒被渗水冲出，同时也避免土样10与透水石602直接接触而造成土颗粒粘附。
优选的方案如图2所示，底板601和顶板605之间连接螺杆606，螺杆606上设有螺母607，通过旋紧螺杆606上下端处的螺母607，可使底板601和顶板605相互夹紧固定；底板601和顶板605通过螺杆606和螺母607可对土样10进行压实，并对叠式饱和器6进行扣紧，可有效防止土样10被水冲散。
优选的方案如图1所示，水位传感器7和电磁阀3内设有无线信号传输装置，所述无线信号传输装置与远端监控设备无线连接，试验人员可在远端监测装置内的水位情况，并远程控制电磁阀3的开合，进而精确控制土样10的饱和过程。
本实用新型具体使用过程如下：
一、浸水饱和法操作方法：
1、将叠式饱和器6正放于装置内壳5内，远程控制电磁阀3开启，采用多次少量蓄水，直至渗水从装置内壳5上的透水板8渗出并溢流至装置外壳4内，水位传感器7计量装置外壳4内的水位，当达到H1ml的水位后，远程控制电磁阀3关闭并停止蓄水；
2、静置12小时，控制电磁阀3打开，向装置内壳5内再次注入Xml的水量，若水位传感器7监测到的水位未达到H1ml+Xml，则说明叠式饱和器6内部的土样10吸收了部分的水，此时土样10还未达到饱和，需要继续注水；
3、重复步骤2，直至装置内壳5内再次注入Xml的水量后，水位传感器7监测到的水位达到H1ml+Xml，说明10达到饱和，土样浸水饱和过程完成。
二、毛管饱和法操作方法：
1、将叠式饱和器6侧放于装置内壳5内，远程控制电磁阀3开启，采用多次少量蓄水，使装置内壳5内部蓄水但不能淹没叠式饱和器6，若水位传感器7监测到的水位达到指定水位H2后，远程控制电磁阀3关闭并停止蓄水；
2、静置12小时，若水位传感器7监测到的水位小于指定水位H2，说明叠式饱和器6内部的土样10吸收了一部分水量并排出了内部空气，此时土样10还未达到饱和，需要继续注水；
3、重复步骤2，当水位传感器7检测的到的水位始终为H2且不发生变化后，说明10达到饱和，土样毛管饱和过程完成。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，包括有储水箱（1）、叠式饱和器（6）和水位传感器（7），其特征在于：储水箱（1）的下端连通导水管（2），导水管（2）的另一端连通至装置内壳（5）内，导水管（2）上安设有电磁阀（3）；装置内壳（5）的外部套有装置外壳（4），所述装置内壳（5）和装置外壳（4）均为底部封闭且上端开口的容器，装置内壳（5）的侧壁处设有水位传感器（7），所述水位传感器（7）可测量装置内壳（5）内外侧的水位，装置内壳（5）的内部安设有叠式饱和器（6），装置内壳（5）的顶部盖有透水板（8）。
2.根据权利要求1所述的浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，其特征在于：装置内壳（5）的底部面和装置外壳（4）之间垫设有垫块（9），叠式饱和器（6）和装置内壳（5）之间同样垫设有垫块（9）。
3.根据权利要求1所述的浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，其特征在于：叠式饱和器（6）包括底板（601）、透水石（602）、滤纸（603）、环刀（604）和顶板（605）；所述底板（601）和顶板（605）之间垫设有透水石（602），透水石（602）之间设有环刀（604），环刀（604）与透水石（602）的接触面垫设有滤纸（603），土样（10）装设于环刀（604）内。
4.根据权利要求3所述的浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，其特征在于：底板（601）和顶板（605）之间连接螺杆（606），螺杆（606）上设有螺母（607），通过旋紧螺杆（606）上下端处的螺母（607），可使底板（601）和顶板（605）相互夹紧固定。
5.根据权利要求1所述的浸水法和毛管法两用的土样饱和装置，其特征在于：水位传感器（7）和电磁阀（3）内设有无线信号传输装置，所述无线信号传输装置与远端监控设备无线连接。
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