一种快速饱和黄土试样的试验系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种快速饱和黄土试样的试验系统。其包括顶盖、压力罩、底座、活塞、试样帽、试样橡皮膜、上排水管、孔压传感器、下排水管、真空抽气机、围压系统、外部水源；所述压力罩上盖合有顶盖，下嵌合有底座，共构成三轴压力室；所述活塞设置在顶盖中央；所述试样帽安置于橡皮膜的上方，其上接有从底座通出的导管Ⅰ；所述导管Ⅰ外端接在接有上排水管和孔压传感器的三通阀Ⅰ上；所述试样橡皮膜下方接有从底座通出的导管Ⅱ，所述导管Ⅱ外端接在接有下排水管和真空抽气机的三通阀Ⅱ上；所述底座还接有与围压系统和外部水源连接的三通阀Ⅲ。与现有技术相比，本实用新型所述试验系统操作方便，数据可靠，可适用于室内饱和土试验。
【专利说明】一种快速饱和黄土试样的试验系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于土木工程土工试验装置【技术领域】，具体来说，涉及到一种快速饱和黄土试样的试验系统。
【背景技术】
[0002]目前饱和土样制备方法主要有真空抽气饱和法和反压饱和法。其中抽气饱和法是先对土样进行真空抽气处理，使土样孔隙中处于低压，再对土样浸水，使土样孔隙以水充填而进入饱和状态。抽气饱和法因其饱和度较高、适用范围较广而被广泛采用。但其表现出来的缺点也不容忽视，在试验过程中，由于真空缸体积较大，抽气需要较长时间，对顶盖与缸体的密封要求非常严格；现有的真空缸基本都为不透明钢材，易使得在抽真空时将缸内的水吸入抽气机油泵，损坏抽气机。对试验人员来说最大的一个困难就是土样在饱和以后很难取出装样，因为土样极其松软，无法直接安装。
[0003]反压饱和解决了抽气饱和法在制样结束后安装试样的困难。其思路是通过将孔压(反压)提高到一定程度，把土样中的残余空气溶解在水中来实现土样的饱和。当增加孔压(反压)时，围压也同时增加，对土样保持一个有效围压，以围压增量和其引起的孔压增量的比值来反映土样的饱和情况。但其饱和土样的速度较慢，效率较低。因此也只有在土样孔隙较大的情况下采用该法。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种操作简便、精度较高的快速饱和黄土试样的试验系统。
[0005]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统，所述试验系统包括顶盖1、压力罩2、底座3、活塞4、试样帽5、试样橡皮膜6、上排水管8、孔压传感器9、下排水管11、真空抽气机12、围压系统13、外部水源14 ;所述压力罩2上盖合有顶盖1，下嵌合有底座3，共构成三轴压力室；所述活塞4设置在顶盖I中央；试样固定在底座3底部，试样橡皮膜6将试样密封；所述试样帽5安置于橡皮膜6的上方，其上接有从底座3通出的导管I 71 ;所述导管
I71外端接在接有上排水管8和孔压传感器9的三通阀I 101上；所述试样橡皮膜6下方接有从底座3通出的导管II 72，所述导管II 72外端接在接有下排水管11和真空抽气机12的三通阀II 102上；所述底座3还接有与围压系统13和外部水源14连接的三通阀III 103。
[0006]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统，所述顶盖I还设有排气孔。
[0007]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统，所述真空抽气机12压力值小于 600Pa。
[0008]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统，所述三通阀的型号均为可卡外径3mm的不锈钢管。
[0009]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统在使用时，土样饱和一方面是通过压力将蒸馏水从上排水管压入土样，另一方面是通过连接下排水管的真空抽气机将土样中的气体抽出，使土样保持负压，即提高土体的孔隙水压力。水在进入土体时，由于吸力的作用，流动速度显著加快，饱和时间显著减少，而且饱和度显著增大，大大提高了试验的效率和精度。
[0010]与现有技术相比，本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统操作方便，数据可靠，可适用于室内饱和土试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1:快速饱和黄土试样的试验系统结构示意图；1-顶盖、2-压力罩、3-底座、4-活塞、5-试样帽、6-试样橡皮膜、71-导管1、72_导管I1、8_上排水管、9-孔压传感器、101-三通阀1、102-三通阀I1、103-三通阀II1、11-下排水管、12-真空抽气机、13-围压系统、14-外部水源。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
[0013]实施例1
[0014]一种快速饱和黄土试样的试验系统，所述试验系统包括顶盖1、压力罩2、底座3、活塞4、试样帽5、试样橡皮膜6、上排水管8、孔压传感器9、下排水管11、真空抽气机12、围压系统13、外部水源14 ;所述压力罩2上盖合有顶盖1，下嵌合有底座3 ;所述活塞4设置在顶盖I中央；试样固定在底座3底部,试样橡皮膜6将试样密封；所述试样帽5安置于橡皮膜6的上方，其上接有从底座3通出的导管I 71;所述导管I 71外端接在接有上排水管8和孔压传感器9的三通阀I 101上；所述试样橡皮膜6下方接有从底座3通出的导管II 72，所述导管II 72外端接在接有下排水管11和真空抽气机12的三通阀II 102上；所述底座3还接有与围压系统13和外部水源14连接的三通阀III 103 ;所述三轴压力室顶盖I还设有排气孔；所述真空抽气机12压力值为500Pa ;所述三通阀的型号均为可卡外径3_的不锈钢管。
[0015]为说明本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统的效果，采用常规的抽气饱和法的试验系统和反压饱和法的试验系统进行比较，对三批不同来源的土样均进行测定，通过试验得到了三种试验方法下各自土样的饱和情况，结果见表1:
[0016]表I三种试验方法下土样饱和的对比分析
[0017]试验方法土样饱和时间饱和度平均饱和度
WSh78%
抽气饱和法 2#8h75%77.7%
3#Sh80%
1#12h82%
反压饱和法 2#13h85%83.7%
3#12h84%
1#6h89%
本方法 2#6.5h92%92
3#5h95%
[0018]本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统在使用时，土样饱和一方面是通过压力将蒸馏水从上排水管压入土样，另一方面是通过连接下排水管的真空抽气机将土样中的气体抽出，使土样保持负压，即提高土体的孔隙水压力。水在进入土体时，由于吸力的作用，流动速度显著加快，饱和时间显著减少，而且饱和度显著增大，大大提高了试验的效率和精度。
[0019]与现有技术相比，本实用新型所述的快速饱和黄土试样的试验系统操作方便，数据可靠，可适用于室内饱和土试验。
【权利要求】
1.一种快速饱和黄土试样的试验系统，其特征在于，所述试验系统包括顶盖(I)、压力罩(2)、底座(3)、活塞(4)、试样帽(5)、试样橡皮膜(6)、上排水管(8)、孔压传感器(9)、下排水管(11)、真空抽气机(12)、围压系统(13)、外部水源(14);所述压力罩(2)上盖合有顶盖(I)，下嵌合有底座(3)，共构成三轴压力室；所述活塞(4)设置在顶盖(I)中央；试样固定在底座(3)底部,试样橡皮膜(6)将试样密封；所述试样帽(5)安置于试样橡皮膜(6)的上方，其上接有从底座(3)通出的导管I (71);所述导管I (71)外端接在接有上排水管(8)和孔压传感器(9)的三通阀I (101)上；所述试样橡皮膜(6)下方接有从底座(3)通出的导管II (72)，所述导管II (72)外端接在接有下排水管(11)和真空抽气机(12)的三通阀II (102)上；所述底座(3)还接有与围压系统(13)和外部水源(14)连接的三通阀III (103)。
2.根据权利要求1所述的一种快速饱和黄土试样的试验系统，其特征在于，所述顶盖(I)还设有排气孔。
3.根据权利要求1所述的一种快速饱和黄土试样的试验系统，其特征在于，所述真空抽气机(12)压力值小于600Pa。
4.根据权利要求1所述的一种快速饱和黄土试样的试验系统，其特征在于，所述三通阀的型号均为可卡外径3mm的不锈钢管。
【文档编号】G01N1/28GK203929474SQ201420361999
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】马林, 申俊敏, 张军 申请人:山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院