一種用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗?jié)B透變形試驗(yàn)裝置，具體涉及一種用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]針孔滲透變形試驗(yàn)用于在巖溶塌陷試驗(yàn)中測試具有裂隙面或者較大孔隙土體的抗?jié)B透變形破壞能力。在現(xiàn)有的試驗(yàn)過程中，通常采用切割原狀土樣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填裝，并在測試裝置內(nèi)壁涂抹凡士林進(jìn)行潤滑與防滲。其不足之處在于:取樣切割填裝工序復(fù)雜繁瑣，采用凡士林進(jìn)行潤滑防滲難以完全防止?jié)B漏進(jìn)而影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度與可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易操作，試驗(yàn)結(jié)果更可靠。
[0004]本發(fā)明所述的用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置，包括滲透變形裝置，該滲透變形裝置包括第一蓋體、第二蓋體和采樣和制樣用的環(huán)刀，其中:
[0005]所述第一蓋體具有一個由其表面向第一蓋體內(nèi)部凹進(jìn)的第一腔室，該第一腔室的形狀與環(huán)刀的外形相匹配，在第一蓋體上還設(shè)置有與該第一腔室連通的進(jìn)水管和排氣管；
[0006]在第二蓋體的其中一個表面上開設(shè)有一個向第二蓋體內(nèi)部凹進(jìn)的第二腔室及與該第二腔室連通的第三腔室，所述第二腔室的形狀與環(huán)刀的外形相匹配，所述第二腔室和第三腔室的中心軸線重合，且第二腔室的口徑大于第三腔室的口徑；在第三腔室中填充有第二過濾介質(zhì)，在第二蓋體上還設(shè)置有與所述第三腔室連通的出水管；
[0007]所述第一蓋體和第二蓋體呈第一蓋體上第一腔室的開口和第二蓋體上第二腔室的開口正對的方式設(shè)置，并通過連接件可拆卸地連接在一起；
[0008]所述的環(huán)刀置于由第一蓋體的第一腔室和第二蓋體的第二腔室構(gòu)成的空間中，且環(huán)刀上刀刃一端的底部置于第二蓋體上第二腔室與第三腔室的連接部，環(huán)刀上遠(yuǎn)離刀刃的一端至第一腔室的底部之間填充有第一過濾介質(zhì)，在環(huán)刀的外周壁與第一腔室的內(nèi)周壁及第二腔室的內(nèi)周壁之間設(shè)置有密封件；此時，第一蓋體上進(jìn)水管的中心軸線、第一腔室的中心軸線、第二腔室的中心軸線、第三腔室的中心軸線、環(huán)刀的中心軸線以及出水管的中心軸線重合。
[0009]上技術(shù)方案中，為了固定密封件的位置，進(jìn)一步提高密封效果，還可以在第一腔室的內(nèi)周壁上開設(shè)至少一道環(huán)形凹槽，在第二腔室的內(nèi)周壁上開設(shè)至少一道環(huán)形凹槽，將密封件置于所述的環(huán)形凹槽中。所述的密封件的數(shù)量與環(huán)形凹槽的數(shù)量相當(dāng)。優(yōu)選是在第一腔室的內(nèi)周壁和第二腔室的內(nèi)周壁上分別開設(shè)二道環(huán)形凹槽。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述的密封件可以是現(xiàn)有技術(shù)中常用的密封件，通常為O形密封圈。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述的第一過濾介質(zhì)為礫石。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述的第二過濾介質(zhì)為形狀呈環(huán)形的透水石，該透水石的外徑與第三腔室的口徑相匹配，其內(nèi)徑等于或稍大于出水管的口徑；在該透水石置于第三腔室中時，其軸線與出水管的中心軸線重合。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述的連接件與現(xiàn)有技術(shù)相同，優(yōu)選為螺栓、螺母。
[0014]上述技術(shù)方案中，在排氣管上還設(shè)置有截止閥。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述環(huán)刀的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，在本申請中它用于取樣和制樣，采用環(huán)刀進(jìn)行取樣制樣，具體的取樣與制樣方法與現(xiàn)有技術(shù)相同。與傳統(tǒng)土工試驗(yàn)結(jié)合，可聯(lián)合測試土樣的體積、密度、質(zhì)量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一個樣品的多次利用；還可進(jìn)行不同尺寸與厚度規(guī)格的針孔滲透變形試驗(yàn)。而將內(nèi)部有制好的試樣的環(huán)刀直接置于由第一蓋體的第一腔室和第二蓋體的第二腔室構(gòu)成的空間中，減少了填裝工序，提高了效率。為了更精確地控制進(jìn)行測試的試樣的厚度，優(yōu)選是在環(huán)刀的外周壁上標(biāo)示有表示距離的刻度表。
[0016]本發(fā)明所述的用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置，還包括向滲透變形裝置供水并控制水壓力的水頭壓力控制系統(tǒng)以及用于盛接由出水管流出來的水的盛水容器。其中，所述水頭壓力控制系統(tǒng)可與現(xiàn)有技術(shù)相同，如公開號為CN103345278A的發(fā)明專利所述的常水頭大流量滲透變形水壓力自動控制裝置等，優(yōu)選采用下述結(jié)構(gòu)的水頭壓力控制系統(tǒng):水頭壓力控制系統(tǒng)包括蓄水裝置以及向滲透變形裝置供水的供水管，其中:所述供水管包括一供水主管和一根與該供水主管連通的供水支管，所述供水主管的一端與蓄水裝置連通，另一端與供水支管連通，在供水主管上還設(shè)置有一與其連通的排水管；所述供水支管上未與供水主管連接的一端則與滲透變形裝置中的進(jìn)水管連通。所述的供水主管上從入水口端至其出水口端方向依次設(shè)置有定量泵、第一蓄能器、調(diào)速閥、減壓閥、第二蓄能器和壓力表；所述的排水管設(shè)置于第一蓄能器和調(diào)速閥之間，在排水管上設(shè)置有溢流閥。所述的供水支管上從其進(jìn)水口端至其出水口端依次設(shè)置有一個截止閥及一個壓力表。其中，所述的定量泵可以是葉片泵或蠕動泵，所述的蓄水裝置通常為水池，所述供水主管的入水口端伸入水池(最好是使供水主管入水口端置于水池中的液面以下，更好是將供水主管入水口端置于接近水池底部的位置)；所述排水管的出水口端伸入蓄水裝置中。上述用于盛接由滲透變形裝置出水管流出來的水的盛水容器具體可以是量杯或具有容積刻度的容器。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于:
[0018]1、通過更換不同類型尺寸的環(huán)刀與切入深度進(jìn)行取樣，可以滿足不同尺寸針孔滲透變形試樣的抗?jié)B透變形試驗(yàn)；還可聯(lián)合測試土樣的體積、密度、質(zhì)量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一個樣品的多次利用。
[0019]2、將內(nèi)部有制好的試樣的環(huán)刀直接置于由第一蓋體的第一腔室和第二蓋體的第二腔室構(gòu)成的空間中，不僅減少了填裝工序，提高了效率，還避免了現(xiàn)有技術(shù)中因填裝時采用凡士林進(jìn)行潤滑可能出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象。
[0020]3、本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)中，將第二蓋體上的第二腔室的口徑設(shè)置成大于第三腔室的口徑，并將內(nèi)置有試樣的環(huán)刀的刀刃一端的底部置于第二蓋體上第二腔室與第三腔室的連接部(即第二腔室大于第三腔室部分的底部)，從而有效地避免了水流出現(xiàn)壁流現(xiàn)象，使水流盡可能地實(shí)現(xiàn)直接通過試樣中的針孔進(jìn)而從出水管流出(假設(shè)水流在環(huán)刀內(nèi)壁出現(xiàn)壁流現(xiàn)象，這些水流也會沿著第二腔室與第三腔室的連接部再流入第三腔室中，這會延長水流的線路，也就增大了水流的阻力，而因試樣中存在針孔，水流流經(jīng)針孔再從出水管流出的阻力明顯小于上述出現(xiàn)壁流現(xiàn)象時的阻力，因此，水流會選擇從阻力小的通道流至出水管(即流經(jīng)針孔再從出水管流出))，從而保證水按照試驗(yàn)設(shè)計從試樣的針孔中流出，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0021]4、進(jìn)一步地，在常規(guī)環(huán)刀的外壁要示刻度，達(dá)到精確控制測試土體試樣厚度的目的。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明所述用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置中的滲透變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1所示實(shí)施方式中環(huán)刀及其內(nèi)部試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明所述用于針孔滲透變形試驗(yàn)的裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為將圖3所示實(shí)施方式的裝置應(yīng)用于桂林某河流季節(jié)性水位波動引起河岸區(qū)域地下水位波動造成塌陷可能性進(jìn)行評估而進(jìn)行的針孔滲透變形試驗(yàn)時試樣破壞半對數(shù)曲線圖；
[0026]圖5為將圖3所示實(shí)施方式的裝置應(yīng)用于桂林某河流季節(jié)性水位波動弓I起河岸區(qū)域地下水位波動造成塌陷可能性進(jìn)行評估而進(jìn)行的針孔滲透變形試驗(yàn)時試樣破壞后的圖片。
[0027]圖中標(biāo)號為:
[0028]I第一蓋體；2進(jìn)水管；3排氣管；4截止閥；5環(huán)刀；5_1刻度表；60形密封圈；7第二蓋體；8第二過濾介質(zhì)；9試樣；10出水管；11螺栓；12螺母；13第一過濾介質(zhì)；14滲透變形裝置；15供水管；15-1供水主管；15-2供水支管；16定量泵；17第一蓄能器；18調(diào)速閥；19減壓閥；20第二蓄能器；21壓力表；22溢流閥；23排水管；24蓄水裝置；25盛水容器。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。
[0030]在圖1所示的實(shí)施方式中，所述的滲透變形裝置14包括第一蓋體1、第二蓋體7和環(huán)刀5，其中:
[0031]所述第一蓋體I具有一個由其表面向第一蓋體I內(nèi)部凹進(jìn)的第一腔室，該第一腔室的形狀及大小與環(huán)刀5的外形相匹配，在第一腔室靠近其開口一端的內(nèi)周壁上開設(shè)有二道環(huán)形凹槽，在第一蓋體I上還設(shè)置有與該第一腔室連通的進(jìn)水管2和排氣管3，在排氣管3上設(shè)置有截止閥4 ;
[0032]在第二蓋體7的其中一個表面上開設(shè)有一個向第二蓋體7內(nèi)部凹進(jìn)的第二腔室及與該第二腔室連通的第三腔室，所述第二腔室的形狀及大小與環(huán)刀5的外形相匹配，在第二腔室的內(nèi)周壁上開設(shè)有二道環(huán)形凹槽；所述第二腔室和第三腔室的中心軸線重合，且第二腔室的口徑大于第三腔室的口徑；在第三腔室中填充有第二過濾介質(zhì)8，在第二蓋體7上設(shè)置有與所述第三腔室連通的出水管10，出水管10上設(shè)置有截止閥4 ;
[0033]所述第一蓋體I和第二蓋體7呈第一蓋體I上第一腔室的開口和第二蓋體7上第二腔室的開口正對的方式設(shè)置，并通過連接件可拆卸地連接在一起；
[0034]所述的環(huán)刀5用于采樣和制樣(按現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)采好樣后，沿著環(huán)刀5的中心軸線在試樣9上制作一個針孔，所述針孔的軸線與環(huán)刀5的中心軸線重合)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，在環(huán)刀5的外周壁上標(biāo)示有表示距離的刻度表5-