一种体变管及非饱和土固结仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型有关于一种用于量测非饱和土中水体积变化的体变管，包括体变管本体(2)、体变管左端接头(1)和体变管右端接头(4)，所述的体变管左端接头(1)设置在所述的体变管本体(2)的左端，所述的体变管右端接头(4)设置在所述的体变管本体(2)的右端，所述的体变管本体(2)还包括活塞(3)，将所述的活塞(3)自由移动地设置在所述的体变管本体(2)的内部，并垂直于所述的体变管本体(2)的中心轴，所述的活塞(3)的外边缘与所述的体变管本体(2)的内壁充分接触，将所述的体变管本体(2)分隔成相互隔绝的两部分。本实用新型还公开了一种包含上述体变管的非饱和土固结仪。本实用新型结构简单，容易制造，成本低廉，使用方便，应用前景广阔。
【专利说明】一种体变管及非饱和土固结仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于量测水体积变化的装置的【技术领域】，具体而言涉及一种用于量测非饱和土土中水体积的变化的体变管。
【背景技术】
[0002]目前测量土体中水体积变化主要是用体变管，通过体变管的读数来确定实验土中水含量的变化。然而由于体变管的一端与大气接触，势必会引起体变管中水的蒸发，若将与大气接触的一端用透气材料密封，也会使管中水蒸发进而在管壁上凝结成小水滴，从而影响误差。即使用油封，但由于油和水分界面随着管中水的升降而变得模糊，也会引起读数误差。尤其对于非饱和土来说，实验周期非常长，引起的蒸发量也很大，导致误差非常大。
[0003]在本实用新型之前，未曾有有效的方法来解决上述问题，除了专门用于测量水体积变化的体变仪，但其结构过于复杂，制造费用过高，往往得不到大规模的推广应用。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供了一种可以解决由于水分蒸发而引起误差的体变管。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:提供了一种用于量测非饱和土中水体积变化的体变管，包括体变管本体、体变管左端接头和体变管右端接头，所述的体变管左端接头设置在所述的体变管本体的左端，所述的体变管右端接头设置在所述的体变管本体的右端，所述的体变管本体还包括活塞，将所述的活塞自由移动地设置在所述的体变管本体的内部，并垂直于所述的体变管本体的中心轴，所述的活塞的外边缘与所述的体变管本体的内壁充分接触，将所述的体变管本体分隔成相互隔绝的两部分。
[0006]优选的，还包括左端阀门和右端阀门，所述的左端阀门和右端阀门分别安装在所述的体变管本体的两端。
[0007]优选的，所述的体变管本体带有刻度。
[0008]优选的，所述的体变管左端接头与非饱和土固结仪的陶土板底部的排水管相连。
[0009]优选的，所述的体变管右端接头与一个底面积远大于所述的体变管本体的截面积的水槽相连。
[0010]优选的，所述的水槽中装有水，所述的水槽中的水液面高度与所述的非饱和土固结仪的土样的中部持平。
[0011]优选的，所述的与体变管本体相连的排水管为通过倾斜所述的体变管能够排气的软管。
[0012]本实用新型还提供了一种非饱和土固结仪，包括上述的体变管，还包括水槽、竖向变形量表、气压室、试样、带有阀门的排水管、支架、砝码、上部接气压装置、竖向活塞杆、力口压铜板、透水石、侧部接气压装置、陶土板、螺旋底槽和与体变管相连的排水管，所述的竖向变形量表固定在支架上，所述的竖向变形量表的尖端与所述的气压室接触，所述的气压室与侧部接气压装置相连，所述的气压室内部从下到上依次设有螺旋底槽、陶土板、试样、透水石、加压铜板和竖向活塞杆，所述的竖向活塞杆上接有上部接气压装置，并与所述的支架相连，所述的砝码设在所述的支架的下端，所述的带有阀门的排水管和与体变管相连的排水管设在所述的螺旋底槽的下端。
[0013]本实用新型亦可以用于解决饱和三轴流变实验中量测体变时因水分蒸发而引起的误差。还可用于减小普通饱和三轴剪切试验中体变量测的误差。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]改变了原有体变管在量测过程中由于水分蒸发而引起的误差，本实用新型通过体变管中活塞的移动来测量土中水体积的变化，具有结构简单，容易制造，成本低廉，实用方便，应用前景广阔的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为装有该实用新型的体变管的非饱和土固结仪的结构示意图。
[0017]图2为实用新型的体变管的结构示意图。
[0018]图中:1、体变管左端接头；2、体变管本体；3、活塞；4、体变管右端接口 ；5、体变管左端阀门；6、体变管右端阀门；7、水槽；8、竖向变形量表；9、气压室；10、试样；11、带有阀门的排水管；12、支架；13、砝码；14、接气压装置；15、竖向活塞杆；16、加压铜板；17、透水石；18、接气压装置；19、陶土板；20、螺旋底槽；21、与体变管相连的排水管。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]本【技术领域】技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0021]如图1和图2所示，本实用新型包括体变管左端接头I ;体变管本体2 ;活塞3 ;体变管右端接口 4 ;体变管左端阀门5 ;体变管右端阀门6 ;水槽7。体变管左端接头I与非饱和固结仪中陶土板19底部的与体变管相连的排水管21相连，与体变管相连的排水管21为通过倾斜所述的体变管本体2能够排气的软管，体变管右端接口 4与水槽7相连，水槽7的底面积远大于所述的体变管本体2的截面积，水槽7中装有水，槽中水液面高度与土样中部持平，也就是说土样中的孔隙水压力为大气压。通过控制接气压装置18和14施加一定的气压，即可以控制土样的基质吸力。通过土样中原先含水率以及体变管中水体积的变化即可得出土样含水率的变化，施加特定的吸力以及得到对应的含水率就可以得出该试样的土水特征曲线。将活塞3设置在体变管本体2的内部，并垂直于体变管本体2的中心轴，活塞3的外边缘与体变管本体2的内壁充分接触,将体变管本体2分隔成相互隔绝的两部分。体变管本体2中的活塞3两边的水不相通，且可以左右自由移动。当吸力增大，土中排水，推动活塞3向右移动；当吸力减小时，土体吸水，活塞3则向左移动。
[0022]体变管采用透明玻璃材料制成并刻有刻度，通过活塞3移动的距离即可换算出土样排水量和吸水量。吸力平衡需要较长时间，水槽7中的水液面可以进行人工抬高，使其保持与土样中部高度齐平，即水槽7中水分蒸发对体变管量测无影响。左端阀门5和右端阀门6分别安装在所述的体变管本体2的两端。
[0023]在使用该实用新型时，必须保证体变管本体2中无气泡，若存在气泡，则可通过体变管左侧阀门5和体变管右侧阀门6分别对活塞两侧进行排气。该实用新型成功的解决了由于体变管中水分蒸发而引起量测误差。
[0024]如图1所示，本实用新型的非饱和土固结仪，包括体变管左端接头1、体变管本体
2、活塞3、体变管右端接口 4、体变管左端阀门5、体变管右端阀门6、水槽7、竖向变形量表
8、气压室9、试样10、带有阀门的排水管11、支架12、砝码13、上部接气压装置14、竖向活塞杆15、加压铜板16、透水石17、侧部接气压装置18、陶土板19、螺旋底槽20和与体变管相连的排水管21，所述的竖向变形量表8固定在支架12上，所述的竖向变形量表8的尖端与所述的气压室9接触，所述的气压室9与侧部接气压装置18相连，所述的气压室9内部从下到上依次设有螺旋底槽20、陶土板19、试样10、透水石17、加压铜板16和竖向活塞杆15，所述的竖向活塞杆15上接有上部接气压装置14，并与所述的支架12相连，所述的砝码13设在所述的支架12的下端，所述的带有阀门的排水管11和与体变管相连的排水管21设在所述的螺旋底槽20的下端，体变管本体2还包括活塞3，将所述的活塞3自由移动地设置在所述的体变管本体2的内部，并垂直于所述的体变管本体2的中心轴，所述的活塞3的外边缘与所述的体变管本体2的内壁充分接触，将所述的体变管本体2分隔成相互隔绝的两部分。
[0025]以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种体变管，用于量测非饱和土中水体积变化，包括体变管本体(2)、体变管左端接头(I)和体变管右端接头(4)，所述的体变管左端接头(I)设置在所述的体变管本体(2)的左端，所述的体变管右端接头(4)设置在所述的体变管本体(2)的右端，其特征在于，所述的体变管本体(2)还包括活塞(3)，将所述的活塞(3)自由移动地设置在所述的体变管本体(2)的内部,并垂直于所述的体变管本体(2)的中心轴，所述的活塞(3)的外边缘与所述的体变管本体(2)的内壁充分接触,将所述的体变管本体(2)分隔成相互隔绝的两部分。
2.根据权利要求1所述的一种体变管，其特征在于，还包括左端阀门(5)和右端阀门(6)，所述的左端阀门(5)和右端阀门(6)分别安装在所述的体变管本体(2)的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种体变管，其特征在于，所述的体变管本体(2)带有刻度。
4.根据权利要求1所述的一种体变管，其特征在于，所述的体变管左端接头(I)与非饱和土固结仪的陶土板(19)底部的排水管(21)相连。
5.根据权利要求4所述的一种体变管，其特征在于，所述的体变管右端接头(4)与一个底面积远大于所述的体变管本体(2)的截面积的水槽(7)相连。
6.根据权利要求5所述的一种体变管，其特征在于，所述的水槽(7)中装有水，所述的水槽(7)中的水液面高度与所述的非饱和土固结仪的土样的中部持平。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种体变管，其特征在于，所述排水管(21)为通过倾斜所述的体变管本体(2)能够排气的软管。
8.—种非饱和土固结仪，包括如权利要求2所述的体变管，还包括水槽(7)、竖向变形量表(8)、气压室(9)、试样(10)、带有阀门的排水管(11)、支架(12)、砝码(13)、上部接气压装置(14)、竖向活塞杆(15)、加压铜板(16)、透水石(17)、侧部接气压装置(18)、陶土板(19)、螺旋底槽(20)和与体变管相连的排水管(21)，其特征在于，所述的竖向变形量表(8)固定在支架(12)上，所述的竖向变形量表(8)的尖端与所述的气压室(9)接触，所述的气压室(9)与侧部接气压装置(18)相连，所述的气压室(9)内部从下到上依次设有螺旋底槽(20)、陶土板(19)、试样(10)、透水石(17)、加压铜板(16)和竖向活塞杆(15)，所述的竖向活塞杆(15)上接有上部接气压装置(14)，并与所述的支架(12)相连，所述的砝码(13)设在所述的支架(12)的下端，所述的带有阀门的排水管(11)和与体变管相连的排水管(21)设在所述的螺旋底槽(20)的下端。
【文档编号】G01F22/00GK203758568SQ201420065409
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】卢永洪, 徐洁 申请人:河海大学