[发明专利]一种真空状态下配制透明土的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配制透明土的操作方法，特别涉及一种真空状态下利用粘滞性不大的孔隙溶液配制透明土的操作方法。

背景技术

在岩土工程模型试验中，观察和测量土体的受力变形，常常需要在土体内植入各种仪器，来测量土的变形，尤其是测量土体在各种应力条件下的内部变形，难度较大。然而，随着模型试验技术的发展，一种利用透明土的、可以测量土体内部连续变形的非介入式土工模型技术应运而生。该技术中无需植入仪器就能观察并计算出土体的变形位移场，它的关键在于透明土。因此，如何保证透明土的透明性是一项至关重要的问题。目前，配制透明土的方法主要是人工撒入的方式进行，该法配制速度缓慢、效率较低，且在配制过程中无论如何操作，都无法避免透明土中会混入或侵入大量的空气气泡，故严重影响了透明土的透明性，从而导致后期的使用性下降。目前，主要采用抽气装置对已配置好的透明土进行抽气处理，然而此方法仅能吸走透明土模型中上部较浅的气泡，对于侵入较深的气泡则效果不大。

因此，目前亟需寻求一种无气泡侵入的配制透明土的操作方法显得十分重要。

发明内容

本发明的目的就是克服以上缺陷，提供一种真空状态下配制透明土的操作方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种真空状态下配制透明土的操作方法，包括以下步骤：

步骤一、将已设定好的同体积的透明固体颗粒和孔隙溶液分别放置在两个容器内；

步骤二、打开真空手套箱的箱门，将分别盛有透明固体颗粒和孔隙溶液的容器放入真空手套箱内，关闭箱门；

步骤三、关闭进气口，打开抽真空开关，通过抽气口对真空手套箱进行抽真空；

步骤四、当真空手套箱内的真空度超过-95kPa后，维持箱内的真空度，通过丁基橡胶手套人工将透明固体颗粒全部或部分倒入盛有孔隙溶液的容器内；

步骤五、关闭抽真空开关，打开进气口开关，恢复真空手套箱内的正常大气压强，打开箱门，拿出已配制好的透明土模型。

作为优选,步骤一中：透明固体颗粒和孔隙溶液在容器内所占的体积不超过容器总体积的一半。

作为优选,步骤四中：在透明固体颗粒倒入孔隙溶液的过程中不应有孔隙溶液溅出容器外。

作为优选,步骤二中：真空手套箱是透明的，具有可视性。

本发明的有益效果是：

本发明所配制的透明土是无气泡侵入的、完全饱和的，克服了传统配制透明土方法中气泡侵入影响透明性的缺陷。

本发明所提供的配制透明土的方法大大节省了配制时间，克服了传统方法配制过程耗时超长、效率较低的缺陷。

本发明所提供的配制透明土的方法，在透明土的配制过程中，不会造成颗粒材料或液体的浪费，其用量达到完全可控的状态，克服了传统配制透明土方法中材料浪费的现象。

附图说明

图1是真空手套箱示意图；

图2是真空状态下配制透明土的操作流程图；

图3是真空手套箱抽真空示意图；

图4是真空状态下透明颗粒倒入孔隙溶液的示意图；

图5是恢复真空手套箱内压力完成透明土配制示意图。

附图标记说明：1-容器；2-透明固体颗粒；3-孔隙溶液；4-真空表；5-抽气口；6-进气口；7-手套箱；8-丁基橡胶手套；9-手套口；10-箱门；11-过渡箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。

假设当地的大气压强为0.1MPa。参照图1所示，购置采用钢钎维玻璃制作的、壁厚4cm、操作箱7尺寸124cm×84cm×74cm、过渡箱11尺寸24cm×24cm×24cm的真空手套箱，其中，手套口9直径14cm，设有Φ14cm×74cm的丁基橡胶手套8，箱门10设在真空手套箱顶，箱门10上设置一个真空表4，抽真空后，操作箱7内的真空度可达-0.1MPa，并能维持12个小时以上。

参照图2所示，采用普通有机玻璃制作两个壁厚1cm、长21cm、宽21cm、高41cm的容器1，在在配制透明土前，分别将透明固体颗粒2和已配置好的折射率相匹配的孔隙溶液3放置在两个容器1中，其中，透明固体颗粒2和孔隙溶液3在容器1中所占的高度不宜超过20cm，然后打开真空手套箱的箱门10，将容器1放置在真空手套箱内，关闭箱门10，关闭进气口6，打开抽真空开关，通过抽气口5对真空手套箱进行抽真空，确保真空表4读数达到0.1MPa，并维持在2个小时以上，如图3所示。参照图4所示，通过丁基橡胶手套8人工将透明固体颗粒2全部直接倒入盛有孔隙溶液3的容器1内，倒入过程中确保无孔隙溶液3溅出容器1外。参照图5所示，关闭抽真空开关，打开进气口6开关，恢复真空手套箱内的正常大气压强，打开箱门10，拿出已配制好的透明土模型。