专利名称：土壤毛细水上升测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量土壤毛细水上升高度的试验仪器和设备技术领域。
背景技术：
通常地下水会在毛细水作用下渗透到路基中，导致路基的含水量变大，从而导致
路基的强度降低或失稳，从而造成路基下陷或者其它的问题，影响工程质量甚至安全。因此，对于路基设计中，保持土体水分相对稳定是一个非常关键的问题。目前，对于土壤毛细水的测量通常是采用较为简单的竖管法进行测量，即用小孔径圆形管埋填土体试样后进行测试，该装置较为简陋，所测的毛细水上升高度不够准确。也有通过在盛土筒的下部供给水位恒定的水源，以对盛土筒内的土体试样进行毛细水渗透，从而测量出毛细水的上升高度，其供水系统采用供水箱并底部安装压簧，其结构复杂而且压簧容易产生形变影响测量结果的稳定性。
发明内容为了解决现有技术中毛细水上升测量过程中所存在的不足，提供了一种结构简单、测量结果准确的土壤毛细水上升测量装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是包括盛有土体、砂、碎石试样的试筒和盛有水的马氏瓶，试筒与马氏瓶的低端通过导管相联通。本实用新型的试筒的顶部敞口，底部的侧壁上加工有进水口。本实用新型的马氏瓶包括顶部带有开口的瓶体、设置在开口上的弹性密封塞以及一端穿过弹性密封塞的中部延伸至瓶体内的玻璃导管，在瓶体的底部侧壁上加工有出水口，出水口通过导管与试筒的进水口相联通。本实用新型的瓶体和试筒的侧壁上刻制或印制有刻度线或刻度尺。实用新型通过在压填有土体、砂、碎石试样的试筒的下部持续供水并保持水位恒定，以对试筒内的土体、砂、碎石试样进行毛细水渗透，观察毛细水水位上升高度的变化，从而可以较为准确地测定出不同的土体、砂、碎石试样所对应的毛细水上升的速度、高度和含水量。本实用新型具有设计合理、结构简单、测量准确等优点，为工程中路基设计提供可靠的数据。
图I为本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。参见图1，本实施例的土壤毛细水测量仪由试筒I、玻璃导管2、密封塞3、瓶体4、导管5联接构成。本实施例的试筒I用厚度为Icm的有机玻璃制成，试筒I的内径为20cm、高度为200cm，在试筒I的外壁上刻制有刻度，能够实时观测出毛细水的上升高度，试筒I的上端口敞开，在试筒I下端的侧壁上加工有一个进水口，保证毛细水进入试筒I的底部渗透至土体试样中，用捣棒将试筒I内的土体试样压实。试筒I下端侧壁进水口上安装有导管5，导管5的另一端插入到瓶体4内，试筒I通过导管5与瓶体4内相联通。瓶体4的顶端烧制成瓶塞孔，瓶塞孔上盖有密封塞3，密封塞3最好采用橡胶材质制成使其具有弹性，玻璃导管2的一端插入弹性密封塞3的中部且延伸至瓶体4内，在瓶体4的外壁上可设有刻度尺，以便于观察水位变化以及控制水流速度。瓶体4、密封塞3、玻璃导管2联接构成本实施例的马氏瓶。马氏瓶用于控制试筒I内的水位始终保持在恒定水位，给马氏瓶中加水并盖上插有玻璃导管2的密封塞3，只要保证马氏瓶中的水位淹没细玻璃导管2的底部，这时调节玻璃管2插入马氏瓶的深度就可以控制与它相连的试筒I中的水位与玻璃管2的最底部保持一致，以控制试筒I 土柱中“地下水位”在高于试筒I底部2 3cm的位置。只要保证马氏瓶 中的水位始终高于插入的玻璃导管2的最下部，就可以始终保证试筒I中的“地下水位”不会发生变化。这是由于马氏瓶中上部被水和密封塞3密封的一部分空气压强小于外界大气压，形成了一负压区，从而靠此压力差“抽提”住了马氏瓶中玻璃导管2底部以上的那部分水。本实施例中的土壤毛细水上升测量装置的工作原理如下试验时由于现场钻探取得的土体试样含水量过高，运送至实验室后结块现象严重(尤其是亚粘土已经结成了非常大、非常坚硬的土块)，且土样的含水量不均匀。必须首先对土样进行碾压和风干，然后将风干碾压后的土壤过2mm筛，筛除石头、砖块、植物等杂质后备用。根据样土(砂性土和粘性土)的重型击实试验按最佳含水量闷土一天备用，之后将土体试样填压装入试筒I中，填土时根据最大干密度计算每次压实的取土质量。为了保证压实度，在填土时应该分层装填和并利用捣棒压实，且每次压实的高度不应该过大。每次取相同质量的土样压实后保证高度为5cm为控制标准，控制每次的压实度保持均匀。土柱填好后，用导管5联接马氏瓶和试筒I，调整马氏瓶中玻璃导管2的高度，向马氏瓶瓶体4内加水，盖好密封塞3，待土柱中的水位上升到零点时开始计时并观察。由于毛细水在初期上升速度较快，所以第一天每隔I小时观察记录一次毛细水高度，以后每天观察记录一次，直到毛细水不再上升或毛细水上升至土柱最顶端为止试验结束。观察期间马氏瓶中的水位不能低于玻璃导管2的底部，水位过低时要及时为马氏瓶补水。测量砂、碎石试样中的毛细水上升高度时所采用的方法以及工作原理同上述的土体试样相同。
权利要求1.一种土壤毛细水上升测量装置，其特征在于包括盛有土体、砂、碎石试样的试筒(I)和盛有水的马氏瓶，试筒(I)与马氏瓶的低端通过导管(5)相联通。
2.根据权利要求I所述的土壤毛细水上升测量装置，其特征在于所述试筒(I)的顶部敞口，底部的侧壁上加工有进水口。
3.根据权利要求2所述的土壤毛细水上升测量装 置，其特征在于所述的马氏瓶包括顶部带有开口的瓶体(4)、设置在开口上的弹性密封塞(3)以及一端穿过弹性密封塞(3)的中部延伸至瓶体(4)内的玻璃导管(2)，在瓶体(4)的底部侧壁上加工有出水口，出水口通过导管(5)与试筒(I)的进水口相联通。
4.根据权利要求3所述的土壤毛细水上升测量装置，其特征在于所述的瓶体(4)和试筒(I)的侧壁上刻制或印制有刻度线或刻度尺。
专利摘要一种土壤毛细水上升测量装置，其特征在于包括盛有土体、砂、碎石试样的试筒和盛有水的马氏瓶，试筒与马氏瓶的低端通过导管相联通。本实用新型通过在压填有土体试样的试筒的下部持续供水并保持水位恒定，以对试筒内的土体试样进行毛细水渗透，观察毛细水水位上升高度的变化，从而可以较为准确地测定出不同的土体试样所对应的毛细水上升的速度、高度和含水量。本实用新型具有设计合理、结构简单、测量准确等优点，为工程中路基设计提供可靠的数据。
文档编号G01N15/08GK202494621SQ20122012703
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘红瑛, 赫磊, 郝培文 申请人:长安大学