一种土工试验中的配土装置

1.本实用新型属于室内土工试验设备领域，涉及一种土工试验中的配土装置。


背景技术：

2.在一些表层地基土承载力不良的建筑施工地区，如何通过现有手段对地基土进行压密、改良、设桩或换填等设计以达到建筑安全要求是目前工程建设中的重点。这需要预先对施工场地的地基土进行相应的取样并进行室内土工试验分析，其中不乏包括扰动土体不同含水率下的调配以及不同类型掺料下的土体掺和改良等过程，以便后期对不同处理作用下的土体物理力学性质进行对比分析确定最佳处理方案。因此，如何对此类重塑土体进行相应的精准配制以达到最佳试验要求对于准确测定地基土体优化后的物理力学性质有着十分重要的意义。
3.目前在进行大部分室内土工试验的配土环节中，由于相应试验仪器的缺乏，试验人员多采用手动搅拌法的方式进行土样调配。以不同含水率下的重塑土调配为例，其主要试验步骤是先将工程场地对应的原状地基土体进行破碎、风干和过筛，然后通过电子秤称取一定质量的风干土体放入干净的搅拌盆内，进而一边利用喷壶喷出的雾状水汽对土体进行增湿，一边手动搅拌土体使得盆内全部土体得到同步均匀增湿，该配水搅拌过程持续到土体达到特定的含水率为止含水率一般通过水的质量与干土质量之比确定，然后将配置到特定含水率的散状土体密封保存，直到达到土工试验规范要求的放置时间时再进行下一步的压样等试验操作。若是扰动土体的掺料改良，则还需根据试验要求在配水前或配水后均匀搅拌加入对应质量的优化材料，然后进行补水搅拌、密封保存或压样等操作。
4.但就目前土工试验中配土的增湿、掺料过程来说，其中存在着一定的缺陷：1.在风干土体的配水搅拌过程中，由于试验人员对此调配过程熟练程度不同，在利用喷壶对土体进行加湿操作时，往往会将喷出的雾状水汽撒到搅拌盆内壁四周甚至喷出盆外。这样一方面会使得在搅拌盆内壁四周聚集的水体成股留下造成内壁四周的搅拌土体形成大小不一的高含水率土球，从而影响调配土体整体的均匀性；另一方面由于操作失误造成部分雾状水汽喷洒至搅拌盆外，会使得通过称量计算得到的土体含水率产生较大误差。2.对试验土体配水搅拌过程中，对喷洒水量的控制往往通过多次称量喷壶和水的总质量获得，该过程相对繁琐，若稍不注意很容易造成喷洒过量。3.由于整个调配喷洒水汽工作都是在搅拌盆中手动搅拌完成，此过程中并无遮盖处理，所以不同含水率的配土工作对试验环境也有一定的要求，若配土环境温度较高且空气对流较快，会使得配土盆中散状土体中的水分发生较大蒸发，进一步影响所配土体含水率的准确性。4.当需要进行多组试验土样调配时，往往还需要对搅拌盆进行手动清洗，影响试验效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种土工试验中的配土装置，能够准确控制所配土体的含水率，并且方便进行搅拌盆清洗。
6.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
7.一种土工试验中的配土装置，包括储水装置、称量装置、调节喷头、搅拌盆和搅拌装置；
8.搅拌盆设置有内腔，搅拌装置位于搅拌盆内腔中；搅拌盆顶部设置有顶盖，顶盖与搅拌盆扣合；储水装置设置在称重装置上，储水装置上设置有刻度，储水装置的出水口连接有微型水泵的进水口，调节喷头位于顶盖底部，微型水泵的出水口连接有调节喷头的进水口，调节喷头朝向搅拌盆底部设置。
9.优选的，搅拌装置包括旋转电机、螺旋叶片和l形叶片，旋转电机设置在顶盖上，位于顶盖中心位置，旋转电机的输出轴穿过顶盖伸入搅拌盆中，螺旋叶片设置在输出轴位于内腔中间部位，l形叶片设置在输出轴位于内腔底部部位，l形叶片底边靠近搅拌盆内腔底部，l形叶片侧边靠近搅拌盆内腔侧壁。
10.优选的，微型水泵的出水口和调节喷头之间设置有止水阀门。
11.优选的，微型水泵的出水口和调节喷头之间设置有导管，导管位于顶盖底部，导管呈菱形框设置，菱形框的每个角均设置一个调节喷头。
12.优选的，搅拌盆底部为倒锥形，搅拌盆底部中间部位设置有出料口，出料口设置有橡胶塞。
13.进一步，搅拌盆底部设置有多个支撑腿。
14.优选的，顶盖与搅拌盆采用锁扣扣合。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型的调节喷头能够在不同含水率下的配土过程中实现整体均匀喷洒，且通过调节喷雾范围大小能够有效防止喷出水雾在搅拌容器侧壁凝结并成股留下造成的整体配土含水率不均问题。借助称量装置对试验土体不同时刻所加水量的调配有一个持续的监控，并且能够时刻通过可控制水流压力的微型水泵对不同含水率下的土样调配有一个精准的控制。通过顶盖与搅拌盆扣合，使搅拌容器在工作过程中为封闭式，在配土过程中受外部环境影响较小，能够有效控制配土过程中的水分蒸发问题，使实际不同含水率下配土过程中的实际加水量与搅拌土体的实际需水量保持一致。通过调节喷头调节喷雾范围大小以及微型水泵水流压力并配合搅拌机构对搅拌容器进行清理，方便快捷，可快速进行下一次试验土体的调配工作。
17.进一步，螺旋叶片能够对土体中间部位进行翻搅，l形叶片可对搅拌盆底部及侧壁土体进行翻搅，实现对搅拌盆内的全部试验土体实现整体均匀搅拌。
18.进一步，止水阀门能够及时开关或调整水流大小，对不同含水率下的土样调配有一个精准的控制。
19.进一步，导管设置为菱形框，菱形框的每个角均设置一个调节喷头从而保证喷雾能够覆盖整个土体。
20.进一步，倒锥形的底部和出料口能够在土体调配完成后，方便出料。
21.进一步，支撑腿能够使搅拌盆在底部为倒锥形的状态下保持稳定，并且使搅拌盆与支撑面留有间隙，方便在搅拌盆下方放置土体的收集装置。
附图说明
22.图1为本实用新型的整体结构示意图；
23.图2为本实用新型的叶片结构示意图；
24.图3为本实用新型的叶片俯视图；
25.图4为本实用新型的导管菱形框结构示意图。
26.其中：1-支撑腿；2-称量装置；3-储水装置；4-橡胶软管；5-锁扣；6-顶盖；7-微型水泵；8-止水阀门；9-旋转电机；10-固定套筒；11-导管；12-调节喷头；13-转杆；14-螺旋叶片；15-l形叶片；16-搅拌盆；17-出料口。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
28.如图1所示，为本实用新型所述的土工试验中的配土装置，包括储水装置3、称量装置2、喷雾机构、搅拌盆16和搅拌装置。
29.搅拌盆16设置有内腔，搅拌装置位于搅拌盆16内腔中；搅拌盆16顶部设置有顶盖6，顶盖6与搅拌盆16扣合。
30.储水装置3为一定容量带有刻度线的广口瓶和留有一定尺寸孔洞的橡胶瓶塞；储水装置3上设置有刻度，方便获取液体的体积；储水装置3设置在称重装置上，称重装置方便获取液体的重量。
31.顶盖6上偏心位置设置有翻盖式的进料口，顶盖6顶部固定有可控制水流压力的微型水泵7、止水阀门8、可控制转速及转向的旋转电机9以及锁扣5，顶盖6底部固定导管11，导管11的进水口由顶盖6底部穿出并在顶盖6顶部与止水阀门8相连接。旋转电机9设置在顶盖6上，位于顶盖6中心位置，固定有叶片的转杆13通过固定套筒10在顶盖6底部与旋转电机9输出轴连接。
32.喷雾机构包括微型水泵7、止水阀门8、橡胶软管4、导管11以及调节喷头12；喷雾机构的各组件连接方式为微型水泵7的进水孔与连接储水装置3的橡胶软管4相连，微型水泵7的出水口与连接止水阀门8的橡胶软管4相连，止水阀门8的另一端与导管11的进水口相连，导管11的出水口设置有调节喷头12。
33.喷雾机构的四个调节喷头12依次通过导管11的出水口—导管11—导管11的进水口—止水阀门8—橡胶软管4—可控制水流压力的微型水泵7—橡胶软管4最后与储水装置3相连通。
34.如图4所示，导管11为菱形框焊接形式，垂直于菱形框所在平面的一侧焊接一段导管11的进水口，垂直于菱形导管11所在平面另一侧的四角各焊接一段导管11的出水口，导管11的出水口设置有可调节喷雾范围大小的调节喷头12。
35.搅拌机构包括旋转电机9、固定套筒10、转杆13、螺旋叶片14和l形叶片15；搅拌容器包括顶盖6、搅拌盆16、铰链以及支撑腿1。搅拌机构的各组件连接方式为旋转电机9的输出轴与固定套筒10的一端连接，固定套筒10的另一端与转杆13连接，如图2和图3所示，螺旋叶片14设置在转杆13位于内腔中间部位，l形叶片15设置在转杆13位于内腔底部部位，l形叶片15底边靠近搅拌盆16内腔底部，l形叶片15侧边靠近搅拌盆16内腔侧壁。
36.顶盖6两侧与搅拌盆16采用锁扣5扣合，搅拌盆16底部为倒锥形，搅拌盆16底部中
间部位设置有出料口16，出料口16设置有橡胶塞，搅拌盆16底部对称设置有两组共四只支撑腿1。
37.以不同含水率下的散状试验土体调配过程作为本实用新型的一个可选实施例，在正式调配土体之前，先向带橡胶瓶塞的广口瓶中加入适量的试验用水或其他试验试剂备用；进一步的，用橡胶软管4连接带橡胶瓶塞的广口瓶与喷雾机构，启动可调节水流压力的微型水泵7以及止水阀门8使喷雾机构内部气体完全排出，以防止因气体的存在而影响后续称量装置2测取结果的准确性；进一步的，调节调节喷头12，使喷出雾化水汽最大横截面积适当小于搅拌盆16最大横截面积，以防喷出水雾在搅拌盆16内壁凝结并成股留下对试验土体均匀性造成影响，关闭微型水泵7；进一步的，借助称量装置2预先称取所需质量的风干并过筛土体；进一步的，打开顶盖6，将称取土体倒入搅拌盆16内并盖上顶盖6，启动可控制转速及转向的旋转电机9，俯视方向观察旋转电机9输出轴顺时针旋转，转速由慢到快缓慢调节至适当转速；进一步的，启动微型水泵7进行配水搅拌工作，并时刻记录称量装置2所反映出的用水质量变化；进一步的，待试验土体所需水量达到目标试验要求时，先后关闭止水阀门8、微型水泵7，待搅拌盆16内试验土体充分均匀搅拌后关闭旋转电机9；进一步的，启动可控制转速及转向的旋转电机9，俯视方向观察旋转电机9输出轴逆时针旋转；进一步的，取下搅拌盆16底部出料口16的橡胶塞，接取所配特定含水率下的散状试验土体。
38.以不同含水率下的散状土体调配并外加掺料如石灰、水泥、膨润土等过程作为本实用新型的一个可选实施例，其中向带橡胶瓶塞的广口瓶中加水以及初始设备的调试过程与不同含水率下的散状试验土体调配操作过程一致；进一步的，借助称量装置2预先称取所需质量的风干并过筛土体以及外加掺合料；进一步的，打开顶盖6，将称取土体倒入搅拌盆16内并盖上顶盖6，启动可控制转速及转向的旋转电机9，俯视方向观察旋转电机9输出轴顺时针旋转，转速由慢到快缓慢调节至适当转速；进一步的，根据试验要求进行先后进行添加外加掺合料或喷射雾化水汽操作，其中外加掺合料根据试验要求分一次或多次通过顶盖6上的外加掺料添加孔加入，且外加掺合料和喷射雾化水汽操作分开进行，不能同时操作；进一步的，待试验土体所需水量及外加掺料质量达到目标试验要求时，先后关闭止水阀门8、微型水泵7，待搅拌盆16内试验土体充分均匀搅拌后关闭旋转电机9；进一步的，启动可控制转速及转向的旋转电机9，俯视方向观察旋转电机9输出轴逆时针旋转；进一步的，取下搅拌盆16底部出料口16的橡胶塞，接取所配特定含水率及外加掺合料的散状试验土体。
39.以一种土工试验中的多功能配土装置自清理过程作为本实用新型的一个可选实施例，待单次配土试验操作完成后，启动可调节水流压力的微型水泵7以及止水阀门8，适当增大水流压力以提高调节喷头12冲刷效果；进一步的，启动可控制转速及转向的旋转电机9，适当调节转速来对搅拌盆16内壁、螺旋叶片14和l形叶片15进行清理；进一步的，取下搅拌盆16底部出料口16的橡胶塞使废水流出，待水流清澈时关闭微型水泵7、止水阀门8以及旋转电机9。
40.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。