專利名稱：土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量土壤毛細(xì)水上升高度的試驗(yàn)儀器和設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常地下水會(huì)在毛細(xì)水作用下滲透到路基中，導(dǎo)致路基的含水量變大，從而導(dǎo)致
路基的強(qiáng)度降低或失穩(wěn)，從而造成路基下陷或者其它的問(wèn)題，影響工程質(zhì)量甚至安全。因此，對(duì)于路基設(shè)計(jì)中，保持土體水分相對(duì)穩(wěn)定是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。目前，對(duì)于土壤毛細(xì)水的測(cè)量通常是采用較為簡(jiǎn)單的豎管法進(jìn)行測(cè)量，即用小孔徑圓形管埋填土體試樣后進(jìn)行測(cè)試，該裝置較為簡(jiǎn)陋，所測(cè)的毛細(xì)水上升高度不夠準(zhǔn)確。也有通過(guò)在盛土筒的下部供給水位恒定的水源，以對(duì)盛土筒內(nèi)的土體試樣進(jìn)行毛細(xì)水滲透，從而測(cè)量出毛細(xì)水的上升高度，其供水系統(tǒng)采用供水箱并底部安裝壓簧，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且壓簧容易產(chǎn)生形變影響測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中毛細(xì)水上升測(cè)量過(guò)程中所存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括盛有土體、砂、碎石試樣的試筒和盛有水的馬氏瓶，試筒與馬氏瓶的低端通過(guò)導(dǎo)管相聯(lián)通。本實(shí)用新型的試筒的頂部敞口，底部的側(cè)壁上加工有進(jìn)水口。本實(shí)用新型的馬氏瓶包括頂部帶有開(kāi)口的瓶體、設(shè)置在開(kāi)口上的彈性密封塞以及一端穿過(guò)彈性密封塞的中部延伸至瓶體內(nèi)的玻璃導(dǎo)管，在瓶體的底部側(cè)壁上加工有出水口，出水口通過(guò)導(dǎo)管與試筒的進(jìn)水口相聯(lián)通。本實(shí)用新型的瓶體和試筒的側(cè)壁上刻制或印制有刻度線或刻度尺。實(shí)用新型通過(guò)在壓填有土體、砂、碎石試樣的試筒的下部持續(xù)供水并保持水位恒定，以對(duì)試筒內(nèi)的土體、砂、碎石試樣進(jìn)行毛細(xì)水滲透，觀察毛細(xì)水水位上升高度的變化，從而可以較為準(zhǔn)確地測(cè)定出不同的土體、砂、碎石試樣所對(duì)應(yīng)的毛細(xì)水上升的速度、高度和含水量。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，為工程中路基設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)。

圖I為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的土壤毛細(xì)水測(cè)量?jī)x由試筒I、玻璃導(dǎo)管2、密封塞3、瓶體4、導(dǎo)管5聯(lián)接構(gòu)成。本實(shí)施例的試筒I用厚度為Icm的有機(jī)玻璃制成，試筒I的內(nèi)徑為20cm、高度為200cm，在試筒I的外壁上刻制有刻度，能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)出毛細(xì)水的上升高度，試筒I的上端口敞開(kāi)，在試筒I下端的側(cè)壁上加工有一個(gè)進(jìn)水口，保證毛細(xì)水進(jìn)入試筒I的底部滲透至土體試樣中，用搗棒將試筒I內(nèi)的土體試樣壓實(shí)。試筒I下端側(cè)壁進(jìn)水口上安裝有導(dǎo)管5，導(dǎo)管5的另一端插入到瓶體4內(nèi)，試筒I通過(guò)導(dǎo)管5與瓶體4內(nèi)相聯(lián)通。瓶體4的頂端燒制成瓶塞孔，瓶塞孔上蓋有密封塞3，密封塞3最好采用橡膠材質(zhì)制成使其具有彈性，玻璃導(dǎo)管2的一端插入彈性密封塞3的中部且延伸至瓶體4內(nèi)，在瓶體4的外壁上可設(shè)有刻度尺，以便于觀察水位變化以及控制水流速度。瓶體4、密封塞3、玻璃導(dǎo)管2聯(lián)接構(gòu)成本實(shí)施例的馬氏瓶。馬氏瓶用于控制試筒I內(nèi)的水位始終保持在恒定水位，給馬氏瓶中加水并蓋上插有玻璃導(dǎo)管2的密封塞3，只要保證馬氏瓶中的水位淹沒(méi)細(xì)玻璃導(dǎo)管2的底部，這時(shí)調(diào)節(jié)玻璃管2插入馬氏瓶的深度就可以控制與它相連的試筒I中的水位與玻璃管2的最底部保持一致，以控制試筒I 土柱中“地下水位”在高于試筒I底部2 3cm的位置。只要保證馬氏瓶 中的水位始終高于插入的玻璃導(dǎo)管2的最下部，就可以始終保證試筒I中的“地下水位”不會(huì)發(fā)生變化。這是由于馬氏瓶中上部被水和密封塞3密封的一部分空氣壓強(qiáng)小于外界大氣壓，形成了一負(fù)壓區(qū)，從而靠此壓力差“抽提”住了馬氏瓶中玻璃導(dǎo)管2底部以上的那部分水。本實(shí)施例中的土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置的工作原理如下試驗(yàn)時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)鉆探取得的土體試樣含水量過(guò)高，運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室后結(jié)塊現(xiàn)象嚴(yán)重(尤其是亞粘土已經(jīng)結(jié)成了非常大、非常堅(jiān)硬的土塊)，且土樣的含水量不均勻。必須首先對(duì)土樣進(jìn)行碾壓和風(fēng)干，然后將風(fēng)干碾壓后的土壤過(guò)2mm篩，篩除石頭、磚塊、植物等雜質(zhì)后備用。根據(jù)樣土(砂性土和粘性土)的重型擊實(shí)試驗(yàn)按最佳含水量悶土一天備用，之后將土體試樣填壓裝入試筒I中，填土?xí)r根據(jù)最大干密度計(jì)算每次壓實(shí)的取土質(zhì)量。為了保證壓實(shí)度，在填土?xí)r應(yīng)該分層裝填和并利用搗棒壓實(shí)，且每次壓實(shí)的高度不應(yīng)該過(guò)大。每次取相同質(zhì)量的土樣壓實(shí)后保證高度為5cm為控制標(biāo)準(zhǔn)，控制每次的壓實(shí)度保持均勻。土柱填好后，用導(dǎo)管5聯(lián)接馬氏瓶和試筒I，調(diào)整馬氏瓶中玻璃導(dǎo)管2的高度，向馬氏瓶瓶體4內(nèi)加水，蓋好密封塞3，待土柱中的水位上升到零點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并觀察。由于毛細(xì)水在初期上升速度較快，所以第一天每隔I小時(shí)觀察記錄一次毛細(xì)水高度，以后每天觀察記錄一次，直到毛細(xì)水不再上升或毛細(xì)水上升至土柱最頂端為止試驗(yàn)結(jié)束。觀察期間馬氏瓶中的水位不能低于玻璃導(dǎo)管2的底部，水位過(guò)低時(shí)要及時(shí)為馬氏瓶補(bǔ)水。測(cè)量砂、碎石試樣中的毛細(xì)水上升高度時(shí)所采用的方法以及工作原理同上述的土體試樣相同。
權(quán)利要求1.一種土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置，其特征在于包括盛有土體、砂、碎石試樣的試筒(I)和盛有水的馬氏瓶，試筒(I)與馬氏瓶的低端通過(guò)導(dǎo)管(5)相聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置，其特征在于所述試筒(I)的頂部敞口，底部的側(cè)壁上加工有進(jìn)水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝 置，其特征在于所述的馬氏瓶包括頂部帶有開(kāi)口的瓶體(4)、設(shè)置在開(kāi)口上的彈性密封塞(3)以及一端穿過(guò)彈性密封塞(3)的中部延伸至瓶體(4)內(nèi)的玻璃導(dǎo)管(2)，在瓶體(4)的底部側(cè)壁上加工有出水口，出水口通過(guò)導(dǎo)管(5)與試筒(I)的進(jìn)水口相聯(lián)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置，其特征在于所述的瓶體(4)和試筒(I)的側(cè)壁上刻制或印制有刻度線或刻度尺。
專利摘要一種土壤毛細(xì)水上升測(cè)量裝置，其特征在于包括盛有土體、砂、碎石試樣的試筒和盛有水的馬氏瓶，試筒與馬氏瓶的低端通過(guò)導(dǎo)管相聯(lián)通。本實(shí)用新型通過(guò)在壓填有土體試樣的試筒的下部持續(xù)供水并保持水位恒定，以對(duì)試筒內(nèi)的土體試樣進(jìn)行毛細(xì)水滲透，觀察毛細(xì)水水位上升高度的變化，從而可以較為準(zhǔn)確地測(cè)定出不同的土體試樣所對(duì)應(yīng)的毛細(xì)水上升的速度、高度和含水量。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，為工程中路基設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N15/08GK202494621SQ20122012703
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉紅瑛, 赫磊, 郝培文 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)