一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)。其包括頂蓋、壓力罩、底座、活塞、試樣帽、試樣橡皮膜、上排水管、孔壓傳感器、下排水管、真空抽氣機(jī)、圍壓系統(tǒng)、外部水源；所述壓力罩上蓋合有頂蓋，下嵌合有底座，共構(gòu)成三軸壓力室；所述活塞設(shè)置在頂蓋中央；所述試樣帽安置于橡皮膜的上方，其上接有從底座通出的導(dǎo)管Ⅰ；所述導(dǎo)管Ⅰ外端接在接有上排水管和孔壓傳感器的三通閥Ⅰ上；所述試樣橡皮膜下方接有從底座通出的導(dǎo)管Ⅱ，所述導(dǎo)管Ⅱ外端接在接有下排水管和真空抽氣機(jī)的三通閥Ⅱ上；所述底座還接有與圍壓系統(tǒng)和外部水源連接的三通閥Ⅲ。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，數(shù)據(jù)可靠，可適用于室內(nèi)飽和土試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程土工試驗(yàn)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)，涉及到一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前飽和土樣制備方法主要有真空抽氣飽和法和反壓飽和法。其中抽氣飽和法是先對(duì)土樣進(jìn)行真空抽氣處理，使土樣孔隙中處于低壓，再對(duì)土樣浸水，使土樣孔隙以水充填而進(jìn)入飽和狀態(tài)。抽氣飽和法因其飽和度較高、適用范圍較廣而被廣泛采用。但其表現(xiàn)出來(lái)的缺點(diǎn)也不容忽視，在試驗(yàn)過(guò)程中，由于真空缸體積較大，抽氣需要較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)頂蓋與缸體的密封要求非常嚴(yán)格；現(xiàn)有的真空缸基本都為不透明鋼材，易使得在抽真空時(shí)將缸內(nèi)的水吸入抽氣機(jī)油泵，損壞抽氣機(jī)。對(duì)試驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)最大的一個(gè)困難就是土樣在飽和以后很難取出裝樣，因?yàn)橥翗訕O其松軟，無(wú)法直接安裝。
[0003]反壓飽和解決了抽氣飽和法在制樣結(jié)束后安裝試樣的困難。其思路是通過(guò)將孔壓(反壓)提高到一定程度，把土樣中的殘余空氣溶解在水中來(lái)實(shí)現(xiàn)土樣的飽和。當(dāng)增加孔壓(反壓)時(shí)，圍壓也同時(shí)增加，對(duì)土樣保持一個(gè)有效圍壓，以圍壓增量和其引起的孔壓增量的比值來(lái)反映土樣的飽和情況。但其飽和土樣的速度較慢，效率較低。因此也只有在土樣孔隙較大的情況下采用該法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種操作簡(jiǎn)便、精度較高的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述試驗(yàn)系統(tǒng)包括頂蓋1、壓力罩2、底座3、活塞4、試樣帽5、試樣橡皮膜6、上排水管8、孔壓傳感器9、下排水管11、真空抽氣機(jī)12、圍壓系統(tǒng)13、外部水源14 ;所述壓力罩2上蓋合有頂蓋1，下嵌合有底座3，共構(gòu)成三軸壓力室；所述活塞4設(shè)置在頂蓋I中央；試樣固定在底座3底部，試樣橡皮膜6將試樣密封；所述試樣帽5安置于橡皮膜6的上方，其上接有從底座3通出的導(dǎo)管I 71 ;所述導(dǎo)管
I71外端接在接有上排水管8和孔壓傳感器9的三通閥I 101上；所述試樣橡皮膜6下方接有從底座3通出的導(dǎo)管II 72，所述導(dǎo)管II 72外端接在接有下排水管11和真空抽氣機(jī)12的三通閥II 102上；所述底座3還接有與圍壓系統(tǒng)13和外部水源14連接的三通閥III 103。
[0006]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述頂蓋I還設(shè)有排氣孔。
[0007]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述真空抽氣機(jī)12壓力值小于 600Pa。
[0008]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述三通閥的型號(hào)均為可卡外徑3mm的不銹鋼管。
[0009]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)在使用時(shí)，土樣飽和一方面是通過(guò)壓力將蒸餾水從上排水管壓入土樣，另一方面是通過(guò)連接下排水管的真空抽氣機(jī)將土樣中的氣體抽出，使土樣保持負(fù)壓，即提高土體的孔隙水壓力。水在進(jìn)入土體時(shí)，由于吸力的作用，流動(dòng)速度顯著加快，飽和時(shí)間顯著減少，而且飽和度顯著增大，大大提高了試驗(yàn)的效率和精度。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，數(shù)據(jù)可靠，可適用于室內(nèi)飽和土試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1:快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；1-頂蓋、2-壓力罩、3-底座、4-活塞、5-試樣帽、6-試樣橡皮膜、71-導(dǎo)管1、72_導(dǎo)管I1、8_上排水管、9-孔壓傳感器、101-三通閥1、102-三通閥I1、103-三通閥II1、11-下排水管、12-真空抽氣機(jī)、13-圍壓系統(tǒng)、14-外部水源。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0013]實(shí)施例1
[0014]一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述試驗(yàn)系統(tǒng)包括頂蓋1、壓力罩2、底座3、活塞4、試樣帽5、試樣橡皮膜6、上排水管8、孔壓傳感器9、下排水管11、真空抽氣機(jī)12、圍壓系統(tǒng)13、外部水源14 ;所述壓力罩2上蓋合有頂蓋1，下嵌合有底座3 ;所述活塞4設(shè)置在頂蓋I中央；試樣固定在底座3底部,試樣橡皮膜6將試樣密封；所述試樣帽5安置于橡皮膜6的上方，其上接有從底座3通出的導(dǎo)管I 71;所述導(dǎo)管I 71外端接在接有上排水管8和孔壓傳感器9的三通閥I 101上；所述試樣橡皮膜6下方接有從底座3通出的導(dǎo)管II 72，所述導(dǎo)管II 72外端接在接有下排水管11和真空抽氣機(jī)12的三通閥II 102上；所述底座3還接有與圍壓系統(tǒng)13和外部水源14連接的三通閥III 103 ;所述三軸壓力室頂蓋I還設(shè)有排氣孔；所述真空抽氣機(jī)12壓力值為500Pa ;所述三通閥的型號(hào)均為可卡外徑3_的不銹鋼管。
[0015]為說(shuō)明本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)的效果，采用常規(guī)的抽氣飽和法的試驗(yàn)系統(tǒng)和反壓飽和法的試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行比較，對(duì)三批不同來(lái)源的土樣均進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)試驗(yàn)得到了三種試驗(yàn)方法下各自土樣的飽和情況，結(jié)果見表1:
[0016]表I三種試驗(yàn)方法下土樣飽和的對(duì)比分析
[0017]試驗(yàn)方法土樣飽和時(shí)間飽和度平均飽和度
WSh78%
抽氣飽和法 2#8h75%77.7%
3#Sh80%
1#12h82%
反壓飽和法 2#13h85%83.7%
3#12h84%
1#6h89%
本方法 2#6.5h92%92
3#5h95%
[0018]本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)在使用時(shí)，土樣飽和一方面是通過(guò)壓力將蒸餾水從上排水管壓入土樣，另一方面是通過(guò)連接下排水管的真空抽氣機(jī)將土樣中的氣體抽出，使土樣保持負(fù)壓，即提高土體的孔隙水壓力。水在進(jìn)入土體時(shí)，由于吸力的作用，流動(dòng)速度顯著加快，飽和時(shí)間顯著減少，而且飽和度顯著增大，大大提高了試驗(yàn)的效率和精度。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，數(shù)據(jù)可靠，可適用于室內(nèi)飽和土試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗(yàn)系統(tǒng)包括頂蓋(I)、壓力罩(2)、底座(3)、活塞(4)、試樣帽(5)、試樣橡皮膜(6)、上排水管(8)、孔壓傳感器(9)、下排水管(11)、真空抽氣機(jī)(12)、圍壓系統(tǒng)(13)、外部水源(14);所述壓力罩(2)上蓋合有頂蓋(I)，下嵌合有底座(3)，共構(gòu)成三軸壓力室；所述活塞(4)設(shè)置在頂蓋(I)中央；試樣固定在底座(3)底部,試樣橡皮膜(6)將試樣密封；所述試樣帽(5)安置于試樣橡皮膜(6)的上方，其上接有從底座(3)通出的導(dǎo)管I (71);所述導(dǎo)管I (71)外端接在接有上排水管(8)和孔壓傳感器(9)的三通閥I (101)上；所述試樣橡皮膜(6)下方接有從底座(3)通出的導(dǎo)管II (72)，所述導(dǎo)管II (72)外端接在接有下排水管(11)和真空抽氣機(jī)(12)的三通閥II (102)上；所述底座(3)還接有與圍壓系統(tǒng)(13)和外部水源(14)連接的三通閥III (103)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述頂蓋(I)還設(shè)有排氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述真空抽氣機(jī)(12)壓力值小于600Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速飽和黃土試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述三通閥的型號(hào)均為可卡外徑3mm的不銹鋼管。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK203929474SQ201420361999
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】馬林, 申俊敏, 張軍 申請(qǐng)人:山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院