新型渗透模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种新型渗透模拟装置，由变频加压系统、主渗透系统以及实时监测系统组成，其中变频加压系统和实时监测系统均与主渗透系统连接，所述的主渗透系统包括渗透液存储器和土样装样器，所述的渗透液存储器为平板状，其内部为存储渗透液的腔室；所述的土样装样器至少包括底座、上盖、套筒、连接杆以及三瓣模，三瓣模整体呈圆筒状，由三片以上的弧形板组成，土样位于三瓣模内，套筒套在三瓣模上。本实用新型解决了传统的渗透仪不能将渗透后土样完整取出的缺陷，实现了平行渗透土样的设想，完善了以往采用一个点固定压着密封性不够好的缺点，较好地解决了针对渗透后土样进行力学实验的技术性难题。
【专利说明】新型渗透模拟装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型设计了 一种土壤渗透试验模拟装置，用于土工试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002]土壤渗透试验是模拟土壤在渗透的条件下的力学特征，研究这一特征对土壤的研究及保护具有很大意义，能够为研究滑带土在渗流作用下弱化机理研究提供试验基础。传统使用的土壤渗透试验模拟装置在试验完毕后，由于试验装置的密封性和可操作性均不够好，因此无法将渗透后土样完整取出，更无法对渗透后的土样进行后续的力学实验操作。主要存在的缺陷如下:在土壤渗透时土样的扰动大，渗透后的土样无法进行后续力学实验的操作，并且单次试验只能针对一个土样进行实验，无法进行平行试验。因此提供一种能够在相同条件下制取各渗透后的平行样以及循环进行渗透试验，且满足渗透试验及其后续试验的各方面的要求的装置，成为了本领域的一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种新型渗透模拟装置，解决了【背景技术】中的不足，该装置解决了传统的渗透仪不能将渗透后土样完整取出的缺陷，实现了平行渗透土样的设想，完善了以往采用一个点固定压着密封性不够好的缺点，较好地解决了针对渗透后土样进行力学实验的技术性难题。
[0004]实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为:
[0005]一种新型渗透模拟装置，由主渗透系统以及均与主渗透系统连接的实时监测系统和变频加压系统组成，所述的主渗透系统包括渗透液存储器和土样装样器，土样装样器安装于渗透液存储器上，所述的土样装样器至少包括底座、上盖、套筒、连接杆以及三瓣模，土样位于三瓣模内，三瓣模由三片弧形板组成，其整体呈圆筒状，套筒套在三瓣模上，所述的三瓣模的顶部位于上盖内，三瓣模的底部位于底座内，且三瓣模的顶部及底部均设有透水石；上盖和底座共同将三瓣模夹在两者之间，且两者之间通过连接杆固定连接；底座固定在渗透液存储器的渗透液通过口上，且与渗透液通过口连通；所述的上盖上设有排水孔，排水孔与三瓣模顶部的透水石连通。
[0006]所述的渗透液存储器为平板状，其内部为存储渗透液的腔室，渗透液存储器的顶部至少设有4个处于同一水平面上的渗透液通过口，每个渗透液通过口上均对应安装有一个土样装样器。
[0007]所述的渗透液存储器的左右两侧壁上分别设有进水孔和排气孔A，所述的渗透液通过口的周边设有固定孔。
[0008]底座上设有连接固定孔，底座通过连接固定孔和螺杆安装固定在渗透液存储器上，底座的侧壁上还设有排气孔B，所述的排气孔B与三瓣模底部的透水石连通。
[0009]所述的三瓣模的顶部和底部均设为楔形，便于塞入上盖和底座内，上盖和底座内均对应设置有斜槽；三个弧形板上两两相连的部位设有半圆状的凹/凸槽，并设有平台防止侧向位移。
[0010]所述的套筒被夹在上盖和底座之间，套筒的顶部和底部均设有密封的橡皮圈，上盖和底座内均对应设置有套筒放置槽。
[0011]上盖和底座之间设有三根连接杆，连接杆的下端穿过底座，连接杆的上端穿过上盖且用螺母锁紧。
[0012]本实用新型所提供的渗透模拟装置具有以下优点:1、与后续力学实验的土样尺寸相匹配，减小对土样扰动。2、渗透试验完成后，土体易完整取出，可以在不破坏其结构的情况下，对渗透后的土体进行后续力学实验。3、对于后续不同力学实验，要求渗透土样在相同渗透状态下，制取平行样，对每个土样单个进水口尽量控制相同渗透压，减小实验误差。而本实用新型所提供的装置单次试验至少可以提供4个平行样。4、循环渗透实验要求土样在一定渗透压下稳定后，自然风干或烘干，再进行二次循环渗透，而本实用新型中可以将土样取出进行风干。5、本装置结构简单，使用方便，造价成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型提供的渗透模拟装置的整体结构示意图；
[0014]图2为主渗透系统的整体结构示意图；
[0015]图3为土样装样器的结构示意图；
[0016]图4为三瓣模的结构示意图；
[0017]图5为底座的结构不意图；
[0018]图中:1-渗透液存储器，2-进水孔，3-排气孔A，4-渗透液通过口，5-固定孔，6- 土样装样器，7-底座，8-排气孔B，9-连接固定孔，10-上盖，11排水孔，12-透水石，13-三瓣模，14-套筒，15-橡皮圈，16-连接杆，17-垫圈，18-螺杆，19-透水石放置槽20-斜槽，21-套
筒放置槽。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明，但是本实用新型的保护内容并不局限于以下实施例。
[0020]本实用新型所提供的新型渗透模拟装置的整体结构如图1所示，由变频加压系统、主渗透系统以及实时监测系统组成，其中变频加压系统和实时监测系统均与主渗透系统连接。数控变频加压系统可以精确控制渗透压随时间的变化。试验开始之前可以通过加压系统的控制面板输入加压参数，从而实现全过程自动化控制渗透压加压轨迹。实时监测系统由精密压力表和精密流量表等量测装置组成。该系统主要功能为实时监测关键部位关键数据的变化，帮助试验工作人员迅速发现试验异常。
[0021]所述的主渗透系统包括渗透液存储器I和土样装样器6，如图1所示，所述的渗透液存储器I为平板状，其内部为存储渗透液的腔室，渗透液存储器I的顶部至少设有4个处于同一水平面上的渗透液通过口 4，每个渗透液通过口 4上均对应安装有一个土样装样器6，在本实施例中设有六个渗透液通过口 4 ;渗透液存储器I的左右两侧壁上分别设有进水孔2和排气孔A3，所述的渗透液通过口 4的周边设有固定孔5。
[0022]土样装样器6的结构如图3所示，至少包括底座7、上盖10、套筒14、连接杆16以及三瓣模13，底座7上设有连接固定孔9，底座7通过连接固定孔9和螺杆18安装固定在渗透液存储器I上，底座7的侧壁上还设有排气孔B8，所述的排气孔B8与三瓣模底部的透水石连通。三瓣模13的结构如图4所示，其整体呈圆筒状，由三片弧形板组成，为防止渗漏，三个弧形板上两两相连的部位设有半圆状的凹/凸槽，并设有平台防止侧向位移。土样位于三瓣模13内，套筒14套在三瓣模13上，所述的套筒14被夹在上盖10和底座7之间，套筒14的顶部和底部均设有密封的橡皮圈15，上模和底座内均对应设置有套筒放置槽21。
[0023]所述的三瓣模13的顶部位于上盖内，三瓣模13的底部位于底座7内，且三瓣模13的顶部及底部均设有透水石12，上盖和底座内均对应设置有透水石放置槽19。
[0024]所述的三瓣模13的顶部和底部均设为楔形，便于塞入上盖10和底座7内，上盖10和底座7内均对应设置有斜槽20。
[0025]底座7的结构如图5所示，底座7固定在渗透液存储器I的渗透液通过口上，且与渗透液通过口连通；上盖10和底座7共同将三瓣模13夹在两者之间，且两者之间通过连接杆16固定连接；上盖10和底座7之间设有三根连接杆16，连接杆16的下端穿过底座上，连接杆的上端穿过上盖且用螺母锁紧。所述的上盖10上设有排水孔11，排水孔11与三瓣模顶部的透水石连通。
[0026]在使用土样装样器制作土样时，步骤如下:首先将三根连接杆从底座下面穿过，分别用钳子夹住，在底座上放置透水石。然后按照土工试验制样方法，先在三瓣模内壁涂抹凡士林，将三瓣模侧边上涂抹防渗胶水，两两拼接好并在外壁装好套筒。然后在底座的套筒放置槽铺好橡皮圈，将组装好的三瓣模加套筒整体放置嵌入底座上。往三瓣模里面填入配置好的土体，制作土样。在套筒上放置上橡皮圈，三瓣模和土样上放置上透水石，盖上上盖，使上盖通过三根连接杆。从上盖上面用螺母旋紧连接杆，将渗透仪封闭。
[0027]在需要做具体实验操作时，首先关闭渗透液储存器的进水口和排气孔A，将渗透液储存器灌满水。分别在渗透液通过口处铺上垫圈17，将装好土样的土样装样器分别装好，通过螺杆固定旋紧。再打开渗透液储存器的进水口和排气孔A，直至排气孔流出的试验用水不含有气泡后，快速关闭进水口和排气孔。打开六个排气孔B，再打开渗透液储存器的进水口，使试验用水进入各个渗透仪底槽后由排气孔B流出。重复进水排水，直至排气孔B流出的试验用水不含有气泡后，快速关闭储存器进水口和排气孔B。
[0028]打开储存器进水口，使各个渗透仪三瓣模内的土样自下而上达到饱和，等各个排水孔流出的水的流态稳定。分别记录各个排水孔的排水量和排水时间，测定水温以及相关的试验参数。渗透试验完成后，关闭储存器进水口，拧开各个渗透仪的上盖，拿开上透水石和上橡皮圈，将三瓣模加土样和套筒一起取出，从三瓣模上旋走套筒，用小刀等工具轻轻拆开三瓣模，取出渗透后的完整土样，用以完成后续三轴剪切试验。
【权利要求】
1.一种新型渗透模拟装置，由主渗透系统以及均与主渗透系统连接的实时监测系统和变频加压系统组成，其特征在于:所述的主渗透系统包括渗透液存储器和土样装样器，土样装样器安装于渗透液存储器上，所述的土样装样器至少包括底座、上盖、套筒、连接杆以及三瓣模，土样位于三瓣模内，三瓣模由三片弧形板组成，其整体呈圆筒状，套筒套在三瓣模上，所述的三瓣模的顶部位于上盖内，三瓣模的底部位于底座内，且三瓣模的顶部及底部均设有透水石；上盖和底座共同将三瓣模夹在两者之间，且两者之间通过连接杆固定连接；底座固定在渗透液存储器的渗透液通过口上，且与渗透液通过口连通；所述的上盖上设有排水孔，排水孔与三瓣模顶部的透水石连通。
2.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:所述的渗透液存储器为平板状，其内部为存储渗透液的腔室，渗透液存储器的顶部至少设有4个处于同一水平面上的渗透液通过口，每个渗透液通过口上均对应安装有一个土样装样器。
3.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:所述的渗透液存储器的左右两侧壁上分别设有进水孔和排气孔A，所述的渗透液通过口的周边设有固定孔。
4.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:底座上设有连接固定孔，底座通过连接固定孔和螺杆安装固定在渗透液存储器上，底座的侧壁上还设有排气孔B，所述的排气孔B与三瓣模底部的透水石连通。
5.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:所述的三瓣模的顶部和底部均设为楔形，便于塞入上盖和底座内，上盖和底座内均对应设置有斜槽；三个弧形板上两两相连的部位设有半圆状的凹/凸槽，并设有平台防止侧向位移。
6.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:所述的套筒被夹在上盖和底座之间，套筒的顶部和底部均设有密封的橡皮圈，上盖和底座内均对应设置有套筒放置槽。
7.根据权利要求1所述的新型渗透模拟装置，其特征在于:上盖和底座之间设有三根连接杆，连接杆的下端穿过底座，连接杆的上端穿过上盖且用螺母锁紧。
【文档编号】G01N15/08GK203422308SQ201320558612
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】程聪 申请人:中国地质大学（武汉）