[发明专利]土壤均匀润湿自动化装置及其土壤润湿方法

说明书

技术领域

本发明涉及土工试验领域，具体涉及一种土壤均匀润湿自动化装置及其土壤润湿方法。

背景技术

抗剪强度是土壤力学指标之一，对岩土力学研究和岩土工程实践具有重要意义。土壤含水率是影响土壤抗剪强度的重要因素之一，当前，土壤抗剪强度测量通常用三轴试验完成，在制作三轴试验土样时需要配置不同含水率的土样，因此准确配置不同含水率的土样极为重要。传统配置方法为：称取定量的土样，将土样平铺于搪瓷盘内，根据所需要的含水率来计算所需要的水量，量取定量的水放入喷壶，均匀喷洒于土样表面，用保鲜膜密封24h，保证土样完全浸润。该方法全手工靠经验操作，比较费时，且操作精度不高，配置的含水率并不够精确，土样浸润只有表面湿润，未能保证土样内部湿润，使土样的浸润不够均匀，从而引起较大试验误差。因此简单有效，方便快捷的配置土样方法显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种配置时间短，土壤浸润均匀，并且配置后含水率精确的土壤均匀润湿自动化装置及其土壤润湿方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种土壤均匀润湿自动化装置，其特征在于：包括水平设置的底板，所述底板上表面设置有土壤振荡装置和土壤润湿喷淋装置，所述土壤振荡装置包括振荡器和土样容置装置，所述振荡器包括固定连接在底板上表面的振荡器主体和位于振荡器主体顶部且水平设置的振荡平台，所述振荡器主体能够为所述振荡平台提供振荡动力，所述土样容置装置包括放置在所述振荡平台上的盒体和与盒体可拆卸式连接的盒盖；所述土壤润湿喷淋装置包括水箱、水泵和喷头，所述水箱和所述水泵放置在所述底板上，所述喷头固定连接在所述盒盖的内表面上，所述水泵的进水口端通过进水管与所述水箱的底部连通，所述水泵的出水口端通过出水软管与所述喷头进行连接。

在本发明中，先在盒体内放入一定量的供试土壤，然后盖上盒盖，再启动振荡器主体，对放置在振荡平台上的盒体进行振荡，接着再开启水泵，通过喷头对盒体内的土壤进行喷淋；完成喷淋后，关闭水泵继续对盒体进行振荡，延时一段时间后，关闭振荡器主体，取出润湿完成后的土壤。土壤润湿过程在密闭的空间内进行，避免了夏季炎热的气候对水分挥发的影响，提高实验的精度；再通过喷头将水分均匀的喷洒出来，使水分更好的对土壤进行润湿，同时在土样加湿过程中，通过对土壤的振荡，确保土壤颗粒均能接触水分，土壤样品湿润更加均匀，并且缩短了配置时间。

作为优化，所述土壤润湿喷淋装置还包括土壤润湿自动控制装置，所述出水软管上设置有流量计，所述土壤润湿自动控制装置的信号输入端与所述流量计的信号输出端电连接，所述土壤润湿自动控制装置的控制输出端分别与所述水泵和所述振荡器主体的控制输入端电连接。根据土壤目前的含水率和最终的含水率，对土壤润湿自动控制装置进行设定，土壤润湿自动控制装置能够自动计算出润湿土壤所需的用水量，并通过流量计监测的水量对水泵进行控制，实现自动关停水泵，提高自动化程度。

作为优化，所述底板的下表面设置有多个能够调节所述底板高度的支脚，所述支脚包括水平设置的橡胶脚垫，所述底板与所述橡胶脚垫之间设有调节螺杆，所述调节螺杆包括竖直设置的拧转杆，所述拧转杆的两端分别沿其长度方向向外延伸有螺旋方向相反的螺纹杆，所述拧转杆上设置有至少两个相互平行且和所述拧转杆轴心线平行的夹持面构成用于方便使所述拧转杆旋转的拧转部，两个所述螺纹杆分别与所述底板的下表面和所述橡胶脚垫的上表面螺纹配合。振荡器主体在振荡的过程中，同时振荡力也会传递给底板，当放置底板的试验台不平整的时候，底板同样会发生相应的振荡，这样不仅对底板上的设备造成影响，同时还会发出较大的噪声。通过旋转拧转部，调节橡胶脚垫的高度，使底板放置平稳，另外橡胶脚垫能对一部分振荡力进行吸收，有利于降低底板因振动带来的噪声。

本发明还公开了一种使用土壤均匀润湿自动化装置润湿土壤的方法，先使所述底板处于水平位置；接着打开所述盒盖，将称取好的土壤放入到所述盒体中，并盖上所述盒盖；通过所述土壤润湿自动控制装置输入土壤质量，土壤初始含水率和土壤最终含水率，所述土壤润湿自动控制装置自动计算出土壤润湿水量，并先启动振荡器主体进行振荡，再启动所述水泵对土壤进行喷淋；当流量计监测润湿的水量达到该土壤润湿水量后，所述土壤润湿自动控制装置关闭水泵，停止供水，并延时1～2分钟后，最后再通过所述土壤润湿自动控制装置关闭所述振荡器主体，土壤润湿配置完成。