[发明专利]一种测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，涉及一种测量扩散系数的仪器，尤其涉及一种测量溶液离子在高压实膨胀性土体中扩散系数的仪器。

背景技术

为了研究溶液离子在土体中的扩散特性，需要测定其扩散系数。现有技术中用以测定离子在土体中扩散系数的试验仪器中，有些没有将溶液和土样分离，即将溶液和土样直接装入仪器的上下两侧，这样不仅使得整个仪器在进行特殊膨胀土的试验时要考虑较大的压力承受能力，而且不便于在进行饱和土试验还是非饱和土试验上进行选择；此外，难以实现要求离子从单一方向扩散的试验过程。现有技术中也有一些仪器可以将溶液和土样进行分离，但是土样和溶液之间仍会通过若干管道进行联系，这在保证溶液和土样的充分接触以及试验的密封性上均有欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便测定溶液离子在土体中扩散系数的试验仪器。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器，包括带有内部腔体的外壳以及一侧带孔的土样容器；其中，所述土样容器固定于所述外壳内部腔体的底部，外侧与所述外壳的内壁无缝接触，且所述土样容器带孔的一侧朝向所述外壳的内部腔体。

所述外壳的材料为有机玻璃；优选的，所述土样容器的材料为不锈钢。

所述外壳包括带孔的顶盖、底板以及中间外壳，其中所述中间外壳为柱体侧面，所述顶盖构成所述柱体的上表面，所述底板构成所述柱体的下表面。

所述外壳的外形为圆柱状；所述土样容器的外形为圆柱状。

所述顶盖与所述中间外壳通过螺丝连接；所述底板与所述中间外壳通过螺丝连接；优选的，所述顶盖与所述中间外壳之间、所述底板与所述中间外壳之间垫有O型圈进行密封。

所述土样容器包括三个重叠安置的圆环，依次为上侧圆环、中部圆环和下侧圆环；其中，所述上侧圆环和所述下侧圆环还包括填满中间空腔的实壁，所述实壁中包含有透水孔；所述中间圆环预留中间空腔。

所述上侧圆环与所述下侧圆环带有透水孔的实壁中朝向所述中部圆环的一侧设有凹槽，所述凹槽中装有透水石；优选的，所述透视石面向所述中部圆环的一侧设有滤纸。

所述上侧圆环与所述下侧圆环的内外侧中均含有O型圈凹槽，以放置O型圈进行密封；优选的，所述三个圆环相互之间通过螺丝固定。

所述外壳带有从所述外壳内壁向内部腔体延伸的挡板，所述挡板所在位置与所述外壳底端间的距离等于所述土样容器的高度；所述外壳被所述挡板隔离的上下空间连通。

所述顶盖与所述底板上均设有用螺丝密封的开孔。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：该仪器采用不锈钢试样环单独装取试验土样，不仅能够将溶液和土样分离，而且使得一些吸水会膨胀的特殊土样（如膨润土）吸水之后产生的巨大膨胀压力单独由不锈钢试样环来承担而不会作用于外部仪器上，避免了对整体试验仪器的过高受力要求，同时可以保证离子从上往下进入试验土体中进行单一方向的扩散，且整个仪器的构造较为简单。此外，该仪器采用整体有机玻璃外壳能够使得溶液离子和土样充分接触，采用O型圈保证了试验过程的密封性，尤其是在两侧圆环的内外侧均装有O型圈，从而不仅保证了试样环整体的密封性，还可保证试样环与有机玻璃之间的密封性。最后，由于顶盖和底板上均有可用螺丝完全密封的小孔，因此该仪器既可进行饱和土试验也可以进行非饱和土试验。

附图说明

图1本发明实施例中测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器的结构示意图；

图2本发明实施例中测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器的有机玻璃外壳的结构示意图；

图3本发明实施例中测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器的中间试样环的结构示意图；

图4本发明实施例中测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器的两侧试样环的俯视图；

图5本发明实施例中测定溶液离子在土体中扩散系数的仪器的中间试样环的俯视图。

附图中：1、有机玻璃外壳；2、土样试样环；3、顶盖；4、中间外壳；5、底板；6、挡板；701、上侧试样环；702、下侧试样环；703、中部试样环；8、O型圈凹槽；9、透水石凹槽；10、透水小孔；11、第一螺丝孔；12、装取土样凹槽；13、第二螺丝孔。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。