[实用新型]一种土工模型试验大量无气水快速制备装置

说明书

本实用新型公开了一种土工模型试验大量无气水快速制备装置，该装置包括无气水制备主体和抽真空部分；无气水制备主体包括无气水制备罐体、加热底座、带搅拌的顶盖；抽真空部分包括抽真空中转装置和带真空压力控制阀的真空泵；本实用新型采用搅拌器在加热过程中对无气水制备罐体内水进行搅拌，有利于对水进行均匀加热及水中气体快速排出，在停止加热后继续搅拌，提高水体的降温效率；抽真空中转装置向无气水制备罐体内提供稳定的负压环境并防止空气进入无气水制备罐体；本实用新型通过加热底座、搅拌器和带真空压力控制阀的真空泵协同作用，对无气水制备罐体内水进行负压条件下的搅拌和加热，有效地实现大体量无气水的高效、快速制备。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程的室内土工模型试验技术领域，尤其涉及一种土工模型试验大量无气水快速制备装置。

背景技术

室内土工模型试验是按照原型岩土工程根据一定比尺设计的模型上进行的试验，是岩土工程领域中一种重要的研究手段，主要用于检验各类理论分析和数值计算的结果，以及指导实际工程的设计和施工。

当前大量的室内土工模型试验涉及地下水问题，一般认为地下水位以下的土体是饱和的，理论上应对室内土工模型试验中地下水位以下的试验土体进行饱和处理。

已有的研究表明，饱和土相关的室内土工模型试验中土体的饱和性对试验测试结果具有重要影响，当地下水位以下土体中存在气泡时，特别在孔隙水压力传感器周围的气泡，将直接影响孔隙水压力传感器读数的准确性。事实上，向土工模型试验箱中待饱和的土体通入无气水进行饱和，一方面向室内土工模型试验土体通入无气水可直接提高试验土体的饱和度，避免天然水中气泡对孔隙水压力传感器测试结果的影响；另一方面无气水具有较好的气体溶解性，当无气水经过土颗粒间孔隙时可带走土体中的微小气泡，能有效地避免试验土体中出现水包气的现象。由此可见，采用无气水对试验土体进行饱和的方法既能显著提高试验土体的饱和效率，也能最大程度地提高试验土体的饱和度。

然而，由于现有的土工(单元体)试验无气水制备量一般为几升～十几升，无法满足土工模型试验(例如离心机或常重力模型试验)土体饱和所需的大体量(几十升～上千升)无气水的持续快速供应，仍无法实现通过无气水对室内土工模型试验的土体进行充分饱和。因此，亟需研发适用于土工模型试验饱和所需的大量无气水高效制备装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种土工模型试验大量无气水快速制备装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土工模型试验大量无气水快速制备装置，包括无气水制备主体和抽真空部分；所述无气水制备主体包括无气水制备罐体、加热底座、带搅拌的顶盖；所述无气水制备罐体置于加热底座上；所述带搅拌的顶盖置于无气水制备罐体上方，通过橡胶圈密封连接；所述带搅拌的顶盖安装有搅拌器、电机、进水/气阀门和出气阀门；所述无气水制备罐体底部安装有出水阀门；所述无气水制备罐体、加热底座和带搅拌的顶盖通过拉杆紧密连接；

所述抽真空部分包括抽真空中转装置和带真空压力控制阀的真空泵；所述抽真空中转装置包括有机玻璃圆筒、有机玻璃底座、进气/进水阀、负压表、盖帽、抽真空阀门、通气口；所述有机玻璃圆筒通过橡皮圈与盖帽密封连接；所述有机玻璃圆筒的底部与有机玻璃底座连接，有机玻璃底座安装有进气/进水阀和负压表；进气/进水阀通过气管连接带搅拌的顶盖的出气阀门；所述盖帽上具有通气口并设置有抽真空阀门，通过通气口连接真空泵。

进一步地，所述无气水制备罐体、带搅拌的顶盖和拉杆为不锈钢材质；所述无气水制备罐体的容积根据土工模型试验所需无气水的体量确定；所述搅拌器和电机采用耐高温耐腐蚀材质。

进一步地，所述无气水制备罐体与加热底座采用固定连接；采用四个拉杆，四个拉杆一端固定于加热底座，另一端分别穿过带搅拌的顶盖四个角点处的螺栓孔，并通过螺栓对称地安装固定。