[实用新型]能够预抽真空提高式样饱和度的粗粒大三轴仪脱气罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脱气罐，具体涉及一种能够预抽真空提高式样饱和度的粗粒大三轴仪（全称为微机控制电液伺服1500KN静态三轴试验机）脱气罐。

背景技术

粗粒土大三轴仪通过千斤顶施加垂直向荷载,能够对放在三轴压力室内的、由土，砂，砾石按规定组成的圆柱型试样，进行静态试验，研究其静力力学性质。

体变指试样受力后体积改变量除以试样的原体积的比值，是粗粒土大三轴试验过程中两个最重要指标之一（另一个是轴力），试验中需要尽可能精确量测。为此，试样要尽可能饱和，也就是说理论上试样内孔隙要全部被水充满而不含空气。固结排水试验中试样包裹在乳胶膜内，上、下两端用乳胶管分别扎紧在上、下钢透水石上。试验前通过向试样孔隙里充满水来饱和。试验中，试样孔隙体积被压缩了多少毫升，就有多少毫升的水通过试样上端的透水石上的排水管被挤出，排到反压罐中，导致反压罐中浮球式传感器中的浮球随水位上升。浮球式传感器的水位值，被转换为电子信号，由电脑中控制软件计算并显示在屏幕上，并记录在电脑硬盘文件中。

三轴试验要求试样的孔隙充满水，现有技术（例如，厂家的说明书）中有如下A、B、C三种方法：

A、自然饱和法

⑴ 打开脱气罐供水阀将脱气水罐注满水。

⑵ 将排水管与上孔压阀相连，打开饱和阀、下孔压阀、上孔压阀，试样开始后，下

孔注水、上孔排水饱和，待上孔的排水管均匀出水数个小时后，认为试样完成饱和。

B、抽真空饱和法

⑴ 打开脱气罐供水阀将脱气水罐注满水。

⑵ 开启真空泵，打开脱气阀1、脱气阀2、分配阀2、上孔压阀、下孔压阀、饱和阀开始下孔注水、试样的上孔同时抽真空，待下孔压与围压基本相等时试样饱和。

C、反压饱和法 

⑴ 反压控制方式选择位移控制，鼠标点下、使反压位移达到10mm；

⑵ 将注水管连接到反压水缸，打开排气阀，注满水后关闭排气阀，再将反压水缸连接到反压阀；

⑶ 打开反压阀。将反压选择合适的档位（使用压力小于本档满量程），将反压控制方式切换成反压控制；在控制软件中输入参数，点击确定按钮 ，系统自动加反压到目标值（例如：0.2MPa）；

本申请的发明人在大三轴实验中发现，以上三种方法中，方法C反压饱和法在试验时难以控制，因此试验时几乎没有人用，近几年各单位甚至购入仪器时不买反压加压缸以节省费用；方法B抽真空饱和法在试验过程中也不好控制，原因是由于试样内接近真空，试样外是标准大气压，所以饱和水进入试样孔隙内流速很快，容易将细颗粒冲走，失去了小颗粒石块的保护，使大石块的尖角直接顶在3-6毫米厚的乳胶膜上，使其易扎破而导致试验失败；方法A自然饱和法因简单易用，被广为采用。

以上A、B、C 三种方法，都需要用脱气罐中的水来饱和试样。而自然状态下自来水中是有空气的。证据一，水加热时有气泡，说明水中有气体，当温度声高时，气体的溶解度减小了，气体不能溶解在里面，所以会逸出来；证据二，鱼类和植物能在水中生存，也说明水中溶有一定的气体。

水温一定而溶气压力不很高条件下，空气在水中的溶解平衡可用亨利定律表示为：                  V=KT×p

式中: V--空气在水中的溶解度，L／m³，其中L代表升；

      KT--溶解度系数，L/kPa.m³，是KT值与温度的关系如下 ：