[实用新型]一种量测土壤毛细水上升高度试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种用于量测土壤毛细水上升高度的试验装置。

背景技术

地面以下至潜水面的区域，是固、液、气三相同时存在的复杂系统。在该区域，地下水受土粒间孔隙的毛细作用上升的水分为毛细水，毛细水受到水与空气交界面处表面张力作用。S行数复杂过程中，分布在土粒内部相互贯通的孔隙，在物理学上可以视为形状不一，直径各异，彼此连通的毛细管。

由于土壤的种类不同，土壤中毛细水上升高度受到土壤的粒径、孔隙的大小和分布、温度、渗透系数、含盐种类等的影响，无法直观、准确的确定天然土层的毛细水上升高度。毛细水是包气带水的重要组成部分，其上升高度直接关系到当地的水文环境。当地下水位埋藏很深时，毛细水可能永远无法上升至地表；地下水位埋深较浅时，易引起潮湿、冻胀、翻浆、盐渍化、裂缝、沉陷、降水后发生溶淋而泥泞。毛细水上升高度不合理时，会危害农业、交通铁路运输业、建筑业等，因此存在巨大的现实需要研究各种气温条件、不同地区、质地各异土壤的毛细水上升高度。

针对上述问题，本领域已经发展了若干室内试验法测试一个地区土壤的毛细水上升高度，常用的行之有效的方法是竖管法，但已有的此类方法的缺陷在于每次只能固定一个条件、测试一种样品。在面临测试不同土质的毛细水上升高度时，需要分批次进行，整个测试过程耗费时间，人力和物力成本都很高，无法广泛适用。

发明内容

针对现有技术的需要，本实用新型公开了一种量测土壤毛细水上升高度试验装置，通过结构改进实现了多种土样、温度等条件下同时进行多组土壤的毛细水上升高度和速率的测试工作，且整个测试过程直观形象，易于操作。

具体的说，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种量测土壤毛细水上升高度试验装置，包括安装在底座上的温控等水位循环水槽，用于为土壤样品提供温度恒定的水；支撑架，其下端连接于温控等水位循环水槽，上端连接有至少一个固定支架；固定支架上设有供土柱穿过并固定的孔；土柱，用于装纳土壤样品。

通过上述结构，可以在不同的固定支架上挂载多组容纳不同土壤样品的土柱，利用温控等水位循环水槽为这些土壤样品提供温度恒定的润湿水，研究水在不同土壤样品中在水土接触后受到彼此间产生的毛细力或吸附力作用下沿着孔隙上升的上升高度(直到液体的重力与毛细上升力平衡。此时液体上升的最大高度为土壤的毛细上升高度)。

为了适用于不同的土柱类型，所述支撑架为伸缩支撑架。

为了提高产品的耐用性，通常上述支撑架采用金属材质或者合金材质，优选为不锈钢材质制成。

在本实用新型的试验装置中，可以通过多种方式将支撑架固定。优选的，所述支撑架的一端为螺纹结构，另一端为螺钉结构；在温控等水位循环水槽的中央设有空心圆柱，支撑架下端固定连接于空心圆柱中。

通过上述方式，便于更换不同规格的支撑架。

本实用新型的试验装置，所述温控等水位循环水槽可以根据需要设计为所需形状。为了保证挂载多个土柱时候的稳定性，优选为圆柱形，且由溢流板分成内圈的供水腔和外圈的溢流腔，供水腔通过输水管道连接至供水箱，输水管道浸入到充满水的加热箱中；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过出水管道连接至供水箱；管道上设置有蠕动泵驱动水循环。

通过上述方式，固定支架可以沿着支撑架环形分布，整个装置不容易产生侧面倾斜；使用上述的供水系统，一方面保证了能够稳定向水槽中提供所需温度的恒温水，另一方面也能快速调节水量。

为了更好的控制温度，保证水温恒定，供水腔底部设有温控加热棒。

在本实用新型的试验装置中，所述土柱下端由玻璃棉封闭。

为了能够直观、快速得知水上升的高度，所述土柱为表面刻有刻度的管。

为了能够实时掌握水温的变化，供水腔中还设有温度传感器，所述温度传感器连接至计算机数据采集系统。

附图说明

图1为本实用新型的试验装置结构示意图。

在所述附图中，各数字含义如下：1-底座、2-温控等水位循环水槽、21-供水腔、22-溢流板、23-溢流腔、24-空心圆柱、3-支撑架、4-固定支架、5-土柱、51-土壤样品、52-玻璃棉、61-加热箱、62-蠕动泵、63-供水箱。

具体实施方式