[发明专利]一种用于张力计饱和的简易装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内土力学实验抽气饱和装置，尤其是一种用于张力计饱和的简易装置。

背景技术

非饱和土中由于气压力的存在，使土体中存在吸力，吸力等于孔隙气压力u_a减去孔隙水压力u_w。因此，在非饱和土力学中，吸力是影响土体性质的一个核心因素，吸力测量也是非饱和土力学研究的一个核心问题。在现有的测量技术中，张力计测量吸力是一种比较广泛的技术。

值得注意的是，张力计在生产制作过程中，只能保证张力计的密封性和坚固性，却不能保证张力计永久的正常工作。究其原因，是因为在张力计中，量测系统和渗水石之间是一个蓄水层，如果蓄水层中存在空气，张力计将会在一个远远小于最大量程的吸力作用下产生气穴作用，导致张力计不能继续正常工作。因此，在使用前，需要使张力计达到饱和，也就是渗水石和蓄水层的共同饱和。

目前张力计的饱和普遍采用两阶段饱和法：初始抽真空和预压循环稳定。初始抽真空的目的在于将腔体和渗水石中的空气除去，预压循环稳定则可迫使气压水溶解，达到饱和的效果。但是，在初始抽真空完成开始浸润的过程中，空气会从新进入饱和室，在预压过程中空气再次溶解于水中，影响饱和效果。另外，大部分的张力计饱和装置设计都比较复杂繁琐，或者设计得过于庞大臃肿，在使用过程中费时费力；有的饱和装置甚至存在漏气漏水等致命缺陷，影响张力计的饱和效果。

本发明本着简单实用、操作简易、饱和效果良好的原则，在遵循上述两阶段饱和法的原理的基础上，尽可能节省材料而达到良好的饱和效果，设计并使用此用于张力计饱和的简易装置。本发明的特点在于：节约材料、经济实用、结构简单、拆装方便、饱和效果良好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节约材料、经济实用、结构简单、拆装方便、饱和效果良好的用于张力计饱和的简易装置，本着简单实用、操作简易、饱和效果良好的原则，在遵循两阶段饱和法的原理的基础上，设计并使用此用于张力计饱和的简易装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于张力计饱和的简易装置，由饱和室11、饱和室密封盖6、张力计固定盘7三部分组成；饱和室是由圆柱形不锈钢块体5加工而成的圆锥型腔体；圆锥型腔体上部设置有抽气管孔2；圆锥型腔体左、右部分别设置有一个抽气管孔1和一个灌水管管孔3；所述三个管孔等径并带内螺纹；饱和室密封盖6覆盖联接在饱和室底端，密封盖中部插设有张力计固定盘7；张力计固定盘7上设置有张力计安装孔。

饱和室密封盖6由一块圆形不锈钢板加工而成；外圈圆周均匀地钻有六个用于和饱和室紧固的M5螺纹孔。

饱和室及其密封盖交界面上设置有用以保证饱和室密封性的橡胶垫圈8。

张力计固定盘7中央具有用于和密封盖紧固台阶结构，台阶的顶部插接在饱和室和密封盖中部形成与密封盖密合；固定盘7外圈圆周均匀设置有三个用于和密封盖紧固的M4螺纹。

采用如上的结构本发明装置简单实用、操作简单、饱和效果良好，摒弃了传统的饱和装置体积臃肿、密封性不好的缺陷，力求饱和原理通俗易懂、整套装置加工简单、拆装操作方便、实用性强。在多项关于非饱和土力学的课题研究中，经多次实验验证，此用于张力计饱和的简易装置具有很好的饱和效果。

下面结合附图和具体的实施方式，以实验中常用的Imperial College类型张力计为例，对本发明作详细的说明。

附图说明

图1是简易张力计饱和器的结构示意图。

图2是简易张力计饱和器的平面图。

图3是简易张力计饱和器密封盖平面图。

图4是张力计固定盘平面图。

图5是本实施例中张力计饱和过程图。其中图5(a)是饱和过程第一步的状态图；图5(b)是饱和过程第二步的状态图；图5(c)是饱和过程第三步的状态图；图5(d)是饱和过程第四步的状态图。

图中：1、2是抽气管，3是灌水管，4是Imperial College类型张力计，5是饱和器壁，6是饱和室密封盖，7是张力计固定盘，8是橡胶垫圈，9是M5内六角螺栓，用于密封盖与饱和器之间的紧固螺栓，10是M4内六角螺栓，用于密封盖与张力计固定盘之间的紧固螺栓，11是饱和室，12是M5螺纹孔，13是M4螺纹孔，14是适用于Imperial College类型张力计安装孔。

具体实施方式