一种用于分离和测量渗出土水的试验装置以及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于连续分离和测量渗出土水的试验装置及方法，试验装置包括第一级分离装置、第二级分离装置和集水装置；第一级分离装置包括通过拉力传感器A与支架A连接的分离吊斗，分离吊斗内设置有筛网A；第二级分离装置包括置于天平A上的容器A，容器A内设置有筛网B和筛网C，侧面带泄水管B；集水装置包括置于天平B上的容器B中。通过集水装置量测渗出的水质量。通过筛网A、筛网B、筛网C和容器A分离不同粒组土颗粒。通过上述装置、各传感器和天平的测值，可将渗出土水连续自动分离为水和四个不同粒组的土，并连续量测水和各粒组土的质量。解决了现有的渗透变形试验无法连续分离并测量不同粒组的渗出土颗粒质量的问题。测量不同粒组的渗出土颗粒质量的问题。测量不同粒组的渗出土颗粒质量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于分离和测量渗出土水的试验装置以及试验方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程试验
，特别是涉及一种用于分离和测量渗出土水的试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]现有的渗透变形试验大多数只针对简单的不连续级配土进行试验，有必要测量试验过程中渗出土中粗、细颗粒的流失量，但现有方法不能达到连续分离并测量不同粒径的渗出土颗粒质量的目的。而实际中，具有渗透稳定问题的土料一般多为宽级配土料，粒径覆盖几个数量级，现有的渗出土水测量方法无法满足实际工程的需要。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种用于分离和测量渗出土水的试验装置及试验方法，解决了现有的渗透变形试验无法连续分离并测量不同粒组的渗出土颗粒质量的问题。
[0004]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]提供了一种用于分离和测量渗出土水的试验装置，包括用于按照粒组分离土颗粒、并测量不同粒组土颗粒质量的第一级分离装置和第二级分离装置以及用于测量渗出土水中水的质量的集水装置；
[0006]第一级分离装置包括通过拉力传感器A与支架A固定连接的分离吊斗，分离吊斗底部设置有用于向第二级分离装置输出渗出土水的出水口A；分离吊斗内部设置有通过位移监测装置与支架A连接的筛网A，筛网A内设置有渗出土水进口管；分离吊斗的上部设置有溢水口和与所述溢水口连接的溢水管；
[0007]分离吊斗的底部设置有向第二级分离装置输出渗出土水的出水口A；
[0008]第二级分离装置包括设置于天平A上的容器A，容器A内设置有筛网C，筛网C的底部通过多根弹簧B与装水容器连接，筛网C的顶部通过位移传感器B与支架B连接；
[0009]筛网C内部设置有用于过滤出水口A输出的渗出土水的筛网B，筛网B通过拉力传感器B与支架B连接；
[0010]装水容器上设置有用于向集水装置输出渗出土水的出水口B；筛网A、筛网B、筛网C的孔径依次减小。
[0011]本方案中一种用于分离和测量渗出土水的试验装置的基本原理为：筛网A、筛网B、筛网C和容器A将渗出土水中的土颗粒划分为四个粒组，通过各传感器和天平读数，获得四个粒组的土颗粒质量和占用空间，通过集水装置测量渗出土水中水的质量；实现了渗出土水的自动分离，满足宽级配土料的渗透变形试验对渗出土水测量的要求，对于渗透变形试验机理的研究具有重要意义，解决了现有的渗透变形试验无法连续分离并测量不同粒组的渗出土颗粒质量的问题。
[0012]进一步地，分离吊斗底部设置为朝向出水口A方向的倾斜结构；
[0013]分离吊斗顶部设置有溢水口；溢水口和出水口A分别通过溢水管和泄水管A向筛网B输送渗出土水。
[0014]进一步地，溢水管和泄水管A汇为一根管体，管体的管口置于筛网B上方，当渗出土水流量较大时，第一级分离装置中分离吊斗内的水位上升，位移检测装置通过信号线调节电控阀，泄水管A的流量相应增大；若泄水管A不能满足流量要求，此时水流从溢水口流出进入第二级分离装置。
[0015]进一步地，作为集水装置具体的设置方式，集水装置包括设置于容器A一侧的容器B，出水口B通过泄水管B向容器B内输送渗出土水，泄水管B内设置有滤纸；容器B的底部设置有天平B。
[0016]进一步地，分离吊斗底部的横截面呈倒梯形结构。
[0017]进一步地，泄水管A内设置有电控阀，电控阀通过信号线与位移监测装置电性连接。
[0018]进一步地，位移监测装置包括位移传感器A、浮漂和弹簧A，位移传感器A的两端分别于支架A和浮漂固定连接，浮漂通过弹簧A与分离吊斗的底部连接。
[0019]本专利技术还提供一种用于分离和测量渗出土水的试验装置的试验方法，其包括：
[0020]步骤1、组装试验装置；
[0021]步骤2、关闭电控阀，向第一级分离装置注入清水，直至分离吊斗和容器A内的清水面分别与溢水口和出水口B平齐后，停止注入，并将拉力传感器A、拉力传感器B、位移传感器A、位移传感器B、天平A和天平B的读数归零；
[0022]步骤3：通过渗出土水进口管向第一级分离装置注入渗出土水，并同时打开电控阀；
[0023]步骤4：筛网A、筛网B、筛网C和容器A将渗出土水中的土颗粒按粒径分为四个粒组，容器A内的水排入容器B内；
[0024]步骤5：试验过程中，可实时读取拉力传感器A、拉力传感器B、位移传感器A、位移传感器B、天平A和天平B的读数并记录；
[0025]步骤6：根据拉力传感器A、拉力传感器B、位移传感器A、位移传感器B、天平A和天平B的读数分别计算四个粒组的土颗粒质量和占用空间及渗出土水中水的质量。
[0026]进一步地，在步骤6中，计算四个粒组的土颗粒质量和占用空间以及渗出土水中水的质量的方法为：
[0027]步骤6.1：设置筛网A、筛网B、筛网C和容器A过滤的土颗粒分别为第一级配土、第二级配土、第三级配土和第四级配土，分离吊斗的主体外轮廓为a
×
b的矩形结构；
[0028]步骤6.2：计算第一级配土的质量m1和占用空间V1：
[0029][0030][0031]其中，F
A
为拉力传感器A的读数；X
A
为位移传感器A的读数；ρ
w
为水在4℃时的密度；g为重力加速度；G
S
为土粒比重；a为分离吊斗中筛网A以上部分的主体外轮廓的长度，b为分离吊斗中筛网A以上部分的主体外轮廓的宽度；
[0032]步骤6.3：计算第二级配土的质量m2和占用空间V2：
[0033][0034][0035]其中，F
B
为拉力传感器B的读数；g为重力加速度；ρ
w
为水在4℃时的密度；G
S
为土粒比重；
[0036]步骤6.4：计算第三级配土的质量m3和占用空间V3：
[0037][0038][0039]其中，X
B
为位移传感器B的读数；k为弹簧B的劲度系数；g为重力加速度；ρ
w
为水在4℃时的密度；；G
S
为土粒比重；
[0040]步骤6.5：计算第四级配土的质量m4和占用空间V4：
[0041][0042][0043]其中，M1为天平A的读数；m3为第三级配土的质量；g为重力加速度；
[0044]ρ
w
为水在4℃时的密度；G
S
为土粒比重；V2为第二级配土占用空间；V3为第三级配土占用空间；
[0045]步骤6.6：计算渗出土水中水的质量m5：
[0046]m5＝M2－ρ
w
(V1+V2+V3+V4+abX
A
)
[0047]其中，M2为天平B的读数；ρ
w
为水在4℃时的密度；X
A
为位移传感器A的读数；V1为第二级配土占用空间；V2为第二级配土占用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，包括用于按照粒组分离土颗粒、并测量不同粒组土颗粒质量的第一级分离装置和第二级分离装置以及用于测量渗出土水中水的质量的集水装置；所述第一级分离装置包括通过拉力传感器A与支架A固定连接的分离吊斗，所述分离吊斗底部设置有用于向所述第二级分离装置输出渗出土水的泄水管A；分离吊斗内部设置有筛网A，所述筛网A通过位移监测装置与所述支架A连接；筛网A内部设置有渗出土水进口管；分离吊斗的上部设置有溢水口和与所述溢水口连接的溢水管；分离吊斗的底部设置有向第二级分离装置输出渗出土水的出水口A；第二级分离装置包括设置于天平A上的容器A，所述容器A内设置有筛网C，所述筛网C的底部通过多根弹簧B与装水容器连接，筛网C的顶部通过位移传感器B与支架B连接；筛网C内部设置有用于过滤出水口A输出的渗出土水的筛网B，所述筛网B通过拉力传感器B与所述支架B连接；容器A上设置有用于向所述集水装置输出渗出土水的出水口B；筛网A、筛网B和筛网C的孔径依次减小。2.根据权利要求1所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，所述分离吊斗底部设置为朝向所述出水口A方向的倾斜结构；分离吊斗顶部设置有溢水口；所述溢水口和出水口A分别通过溢水管和泄水管A向所述筛网B输送渗出土水。3.根据权利要求2所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，所述溢水管和泄水管A汇为一根管体，管体的管口置于所述筛网B上方。4.根据权利要求3所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，所述集水装置包括设置于所述容器A一侧的容器B，所述出水口B通过泄水管B向容器B内输送渗出土水，所述泄水管B内设置有滤纸；容器B的底部设置有天平B。5.根据权利要求2所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，所述分离吊斗底部的横截面呈倒梯形结构。6.根据权利要求2所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，所述泄水管A内设置有电控阀，所述电控阀通过信号线与所述位移监测装置电性连接。7.根据权利要求2所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置，其特征在于，位移监测装置包括位移传感器A、浮漂和弹簧A，所述位移传感器A的两端分别与所述支架A和所述浮漂固定连接，浮漂通过所述弹簧A与所述分离吊斗的底部连接。8.一种根据权利要求1～7任一所述的用于分离和测量渗出土水的试验装置的试验方法，其特征在于，包括：步骤1、组装试验装置；步骤2、关闭电控阀，向第一级分离装置注入清水，直至分离吊斗和容器A内的清水面分别与溢水口和出水口B平齐后，停止注入，并将拉力传感器A、拉力传感器B、位移传感器A、位移传感器B、天平A和天平B的读数归零；步骤3：通过渗出土水进口管向第一级分离装置注入渗出土水，并同时打开电控阀，根据位移传感器A的变化自动调节电控阀的启...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茵琪，张丹，邓刚，李建，张延亿，冉从勇，王翔南，王晓安，陈含，周正军，侯伟亚，裴东东，完颜昊宇，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：