一种沙土孔隙率测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种沙土孔隙率测试装置及方法，属于岩土力学实验领域；岩土体是自然体，内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广；本发明专利技术提供一种沙土孔隙率测试装置及方法，置于试样仓的沙土通过连通试样仓的储水筒内的水量变化获得沙土的孔隙体积，根据孔隙率公式计算得出沙土孔隙率；本发明专利技术操作方便，装置结构简单，装配容易，测试方法步骤简单，通过调节高压气罐阀门控制储水桶内气体压力，达到测试沙土孔隙度的目的，对环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土孔隙率的问题，实用性强，便于推广使用。

A test device and method of sand porosity

The invention relates to a sand porosity testing device and method, belonging to the field of geotechnical mechanics experiment; the rock and soil body is a natural body, the change of physical and mechanical properties of the internal rock and soil is difficult to accurately predict, and the laboratory measurement procedure is tedious, and the high requirements for the experimenter limit the promotion of field test; the invention provides a sand porosity testing device and method, and the sand placed in the sample bin passes The pore volume of sand can be obtained by the change of water volume in the water storage tank connected with the sample bin, and the porosity of sand can be calculated according to the porosity formula; the invention has the advantages of convenient operation, simple device structure, easy assembly and simple test method steps; the purpose of testing the porosity of sand can be achieved by adjusting the valve of the high-pressure air tank to control the gas pressure in the water storage tank, and the environmental requirements are low and easy to implement, It overcomes the problem that it is difficult to determine the porosity of sandy soil in the field, and has strong practicability and is easy to be popularized and used.

【技术实现步骤摘要】
一种沙土孔隙率测试装置及方法
本专利技术涉及岩土力学实验领域，具体为一种新型沙土孔隙率测试装置及试验方法。
技术介绍
随着我国基建的飞速发展越来越多的岩土工程正在开展，岩土工程中岩土的物理力学特性是设计和施工的基本依据。岩土材料是多孔多相介质，如何快速有效的测量岩土的物理力学特性对于指导岩土工程项目的实施具有重要作用。如沙土具有孔隙率大、稳定性差等特点，地下水通常可以在沙土中流动，带来岩土施工中流沙难以控制等问题，造成财产损失和人员伤亡。虽然国际上对沙土稳定性问题和地下水与岩土工程的稳定性进行了大量研究，沙土的孔隙率测试技术也比较成熟，但岩土体是自然体，内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广。因此，寻找一种简便高效的沙土孔隙率测试方法具有非常强的实用价值。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺点，提供一种新型沙土孔隙率测试装置及试验方法，以确定现场沙土的孔隙率。一种新型沙土孔隙率测试装置，包括沙土试样加载装置和高压气罐；沙土试样加载装置包括试样仓和储水筒，试样仓和储水筒安装于底座上，试样仓下部和储水筒下部通过连接管道连通，连接管道与试样仓连接处设有滤片，连接管道靠近试样仓一侧设有水流控制阀门；储水筒上部设有泄压管和进气管口，泄压管上设有泄压阀，进气管口通过气压软管和高压气罐连接。进一步，储水筒顶部装有储水筒盖。进一步，试样仓和储水筒的高度和容量相同，试样仓和储水筒上设置刻度。一种沙土孔隙率测试方法，包括以下步骤：第一步，将沙土放入烘干箱内烘干4小时以上，将烘干的沙土试样放置于试样仓内，沙土试样高度为试样仓内径的2~2.5倍，沙土试样表面平整。第二步，关闭水流控制阀门和泄压阀，在储水筒内注水直至液面与沙土试样体积刻度V0相同，打开水流控制阀门，使储水筒内的水通过连接管道缓慢渗入试样仓。第三步，储水筒内水位稳定5分钟后盖紧储水筒盖，缓慢旋开高压气罐的气压阀门，气体通过气压软管进入储水筒，待试样仓内沙土试样顶面被水淹没时关闭气压阀门。第四步，通过泄压阀缓慢泄压直至试样仓内的液面和沙土试样的上表面在同一水平面，关闭泄压阀，并记录此时储水筒内水面刻度V1，利用孔隙率公式n=(V0-V1)/V0计算沙土试样的孔隙率。综上所述，专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用容量和高度相同的试样仓与储水筒，沙土试样与水量控制直观可见，储水筒内气压通过泄压阀和高压气罐控制，操作方便，装置结构简单，装配容易，测试方法的步骤简单，本专利技术对环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土孔隙率的问题，实用性强，便于推广使用。附图说明图1是本专利技术一种新型沙土孔隙率测试装置的结构示意图。图中：1-底座，2-试样仓，3-储水筒，4-连接管道，5-水流控制阀门，6-储水筒盖，7-进气管口，8-泄压管，9-泄压阀，10-滤片，11-高压气罐，12-气压阀门，13-气压软管，14-沙土试样，15-水。具体实施方式以下为进一步说明本专利技术的内容、特点及功效，参照附图和实施例对本专利技术作详细说明。如图1所示：本专利技术提供了一种新型沙土孔隙率测试装置，包括沙土试样加载装置和高压气罐11，其中：沙土试样加载装置包括底座1、试样仓2和储水筒3，试样仓2和储水筒3安装于底座1上，确保沙土试样加载装置在使用过程中保持平稳，试样仓2和储水筒3的高度和容量相同，试样仓2和储水筒3上设置刻度，便于沙土试样14和水量的控制，体积误差小，试样仓2下部和储水筒3下部通过连接管道4连通，储水筒3用于测试过程中对试样仓2加压泄压，连接管道4与试样仓2连接处设有滤片10，砂石试样14在测试过程中不会经过连接管道4进入储水筒3内，连接管道4靠近试样仓2一侧设有水流控制阀门5，水流控制阀门5在储水筒3注水过程中保持关闭状态；储水筒3上部设有泄压管8和进气管口7，泄压管8上设有泄压阀9，进气管口7通过气压软管13与高压气罐11连接；储水筒3顶部装有储水筒盖6，在储水筒3注水完成后开始加压和泄压过程中，保持储水筒3为密闭环境，筒内气压不受大气压力影响，测试更精确。一种沙土孔隙率测试方法，包括以下步骤：第一步，将沙土放入烘干箱内烘干4小时以上，将烘干的沙土试样14放置于试样仓2内，沙土试样14高度为试样仓2内径的2~2.5倍，确保水在沙土中流动不会破坏沙土结构，且不会耗费太多时间，沙土试样14表面平整，沙土试样14的体积记为V0。第二步，关闭水流控制阀门5和泄压阀9，在储水筒3内注水直至液面与沙土试样14的体积V0相同，打开水流控制阀门5，使储水筒3内的水通过连接管道4缓慢渗入试样仓2。第三步，储水筒3内水位稳定5分钟后，盖紧储水筒盖6，缓慢旋开高压气罐11的气压阀门12，避免过快加压导致储水筒3内水量受到气流冲击从试样仓2溢出，气体通过气压软管13进入储水筒3，待试样仓2内沙土试样14顶面被水淹没时关闭气压阀门12。第四步，通过泄压阀9缓慢泄压直至试样仓2内的液面和沙土试样14的上表面在同一水平面，关闭泄压阀9，并记录此时储水筒3内水面刻度V1，储水筒3内的水量体积差即为试样仓2内的沙土试样14的孔隙体积，利用孔隙率公式n=(V0-V1)/V0计算沙土试样14的孔隙率。应当指出，对于本
的一般技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沙土孔隙率测试装置，其特征在于：包括沙土试样加载装置和高压气罐（11），其中：/n所述沙土试样加载装置包括试样仓（2）和储水筒（3），所述试样仓（2）和储水筒（3）安装于底座（1）上，试样仓（2）下部和储水筒（3）下部通过连接管道（4）连通，连接管道（4）与试样仓（2）连接处设有滤片（10），连接管道（4）靠近试样仓（2）一侧设有水流控制阀门（5）；所述储水筒（3）上部设有泄压管（8）和进气管口（7），泄压管（8）上设有泄压阀（9），进气管口（7）通过气压软管（13）和高压气罐（11）连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种沙土孔隙率测试装置，其特征在于：包括沙土试样加载装置和高压气罐（11），其中：
所述沙土试样加载装置包括试样仓（2）和储水筒（3），所述试样仓（2）和储水筒（3）安装于底座（1）上，试样仓（2）下部和储水筒（3）下部通过连接管道（4）连通，连接管道（4）与试样仓（2）连接处设有滤片（10），连接管道（4）靠近试样仓（2）一侧设有水流控制阀门（5）；所述储水筒（3）上部设有泄压管（8）和进气管口（7），泄压管（8）上设有泄压阀（9），进气管口（7）通过气压软管（13）和高压气罐（11）连接。


2.根据权利要求1所述的沙土孔隙率测试装置，其特征在于：所述储水筒（3）顶部设有储水筒盖（6）。


3.根据权利要求1所述的沙土孔隙率测试装置，其特征在于：所述试样仓（2）和储水筒（3）的高度和容量相同。


4.根据权利要求3所述的沙土孔隙率测试装置，其特征在于：所述试样仓（2）和储水筒（3）上设置刻度。

【专利技术属性】
技术研发人员：牛少卿，赵金昌，杨双锁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14