CN108896366A - 制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置和制样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置和制样方法，包括一个装置本体，一个连通装置本体并供给液体的液压装置；装置本体内自下而上依次设置相贯通的底座、下透水石、土样、上透水石和土样帽，土样帽的顶部连通至液压装置，在液压装置上设有连接至计算机、且能够自由升降的应变传感器；通过向装置本体内注入水化学溶液，并启动气压泵通过自动气压控制器调节气压，实现对装置本体内受污染的土样的制备。该方法尽可能的模拟实际工程中的水化学污染，并且在尽量不扰动土体初始结构的同时通过轴向液压加快土体制备速度，可有效提高制备效果和制备速率。

Description

制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置和制样方法

技术领域

本发明属于土工室内试验技术领域，公开了一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置和制样方法。

背景技术

水化学污染土是环境岩土工程领域的一个新热点。其中在实际工程中主要体现在：城市工业厂区的腐蚀性废水通过多种途径进入地基引发土体成分、结构、性质变化。相关学者针对这一问题进行了大量室内试验。然而针对原状黄土水化学污染方法大多采用浸泡法、渗透法或淋撒法，而现有对定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法不尽满意。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，该方法尽可能的模拟实际工程中的水化学污染，并且在尽量不扰动土体初始结构的同时通过轴向液压加快土体制备速度，可有效提高制备效果和制备速率。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，包括一个装置本体，一个连通装置本体并供给液体的液压装置；所述装置本体内自下而上依次设置相贯通的底座、下透水石、土样、上透水石和土样帽，土样帽的顶部连通至液压装置，在液压装置上设有连接至计算机、且能够自由升降的应变传感器；通过向装置本体内注入化学溶液，并启动气压泵通过自动气压控制器调节气压，实现对装置本体内受污染的土样的制备。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

作为优选，所述上透水石、下透水石的外径与土样的内径相同；装置本体包裹土样的为橡皮膜。

作为优选，所述土样帽内部为中空，土样帽通过尼龙管与液压装置气泵连通，化学溶液依次通过尼龙管、土样帽上的通孔以及上透水石与土样相贯通。

作为优选，与液压装置的气压泵和自动气压控制器连通的尼龙管和与土样帽连通的尼龙管接头处设有反向紧锁装置。

作为优选，所述底座由铝合金材料制成。

作为优选，所述底座两侧壁上设有凹槽。

本发明相应地给出了一种上述装置的定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，包括下述步骤：

1)在底座上自下而上依次放置下透水石、土样、上透水石、土样帽，将橡皮膜上下两端分别与土样帽和底座扎紧，在液压装置中注入水化学溶液，启动气压泵，通过自动气压控制器调节气压；

2)试验开始后，根据试验要求方案，开启不同位置阀门，通过计算机显示数据读取气压以及应变读数，换算成所用水化学溶液含量，完成对待污染圆柱土样(7)的制备；

3)试验完成后，先关闭气泵，旋转关闭阀门，依次取出土样帽、上透水石、下透水石以及污染后的土样，清洗后备用。

作为优选，所述自动气压控制器调节气压在1.8个大气压。

作为优选，根据自动气压控制器调节气压以及应变传感器(3)应变读数换算成所用水化学溶液含量，如下式计算：

V＝s×h

式中，V-所用水化学溶液体积；s-液压装置底面积；h-通过应变传感器得到液体下降高度。

本发明的优点是：针对原状黄土水化学污染方法大多采用浸泡法、渗透法或淋撒法对定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样，本发明方法尽可能的模拟实际工程中的水化学污染，并且在尽量不扰动土体初始结构的同时通过轴向液压加快土体制备速度，可有效提高制备效果和制备速率。通过该制备装置设计及制备方法可实现制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样的目的，对于工程特性研究具有一定的意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明所提供的定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置的结构示意图；

图中：1-支架；2-液压装置；3-应变传感器；4-上透水石；5-凹槽；6-下透水石；7-土样；8-橡皮膜；9-土样帽；10-尼龙管；11-底座。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见图1，本发明提供了一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，包括一个装置本体，一个连通装置本体并供给液体的液压装置2；装置本体内自下而上依次设置相贯通的底座11、下透水石6、土样7、上透水石4和土样帽9，土样帽9的顶部连通至液压装置2，在液压装置2上设有连接至计算机、且能够自由升降的应变传感器3，液压装置2架设在支架1上；通过向装置本体内注入化学溶液，并启动气压泵通过自动气压控制器调节气压，实现对装置本体内受污染的土样7的制备。

其中，上透水石4、下透水石6的外径与土样7的内径相同；装置本体包裹土样7的为橡皮膜8。土样帽9内部为中空，土样帽9通过尼龙管10与液压装置2气泵连通，水化学溶液依次通过尼龙管10、土样帽9上的通孔以及上透水石4与土样7相贯通。并且与液压装置2的气压泵和自动气压控制器连通的尼龙管10和与土样帽9连通的尼龙管10接头处设有锁紧装置。底座11两侧壁上设有凹槽5。

本发明进行制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，包括以下步骤：

1)在底座上自下而上依次放置下透水石6、待制备圆柱形土样7、上透水石4、土样帽9，将橡皮膜8两端与底座11凹槽5及土样帽9分别扎紧，在液压装置2中注入水化学溶液模拟污染液，开动气压泵，通过自动气压控制器调节气压在1.8个大气压；

2)试验开始后，根据试验要求方案，开启不同位置阀门，通过计算机显示数据读取气压以及应变传感器3的应变读数，换算成所用水化学溶液含量，完成对待制备圆柱土样7的制备；

如下式计算水化学溶液含量：

V＝s×h

式中，V-所用水化学溶液体积；s-液压装置底面积；h-通过应变传感器得到液体下降高度；

3)试验完成后，先关闭气泵，旋转关闭阀门，依次取出土样帽9、上透水石4、下透水石6以及污染土样7，清洗后备用。

本发明方法尽可能的模拟实际工程中的水化学污染，并且在尽量不扰动土体初始结构的同时通过轴向液压加快土体制备速度，并且在不破坏土体结构的同时通过轴向液压加快土体制备速度。

本发明并不局限于上述实例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，其特征在于：包括一个装置本体，一个连通装置本体并供给液体的液压装置(2)；所述装置本体内自下而上依次设置相贯通的底座(11)、下透水石(6)、土样(7)、上透水石(4)和土样帽(9)，土样帽(9)的顶部连通至液压装置(2)，在液压装置(2)上设有连接至计算机、且能够自由升降的应变传感器(3)；通过向装置本体内注入水化学溶液，并启动气压泵通过自动气压控制器调节气压，实现对装置本体内受污染的土样(7)的制备。

2.根据权利要求1所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，其特征在于：所述上透水石(4)、下透水石(6)的外径与土样(7)的内径相同；装置本体包裹土样(7)的为橡皮膜(8)。

3.根据权利要求1所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，其特征在：所述土样帽(9)内部为中空，土样帽(9)通过尼龙管(10)与液压装置(2)气泵连通，水化学溶液依次通过尼龙管(10)、土样帽(9)上的通孔以及上透水石(4)与土样(7)相贯通。

4.根据权利要求1所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，其特征在于：所述底座(11)由铝合金材料制成。

5.根据权利要求1所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样装置，其特征在于：所述底座(11)两侧壁上设有凹槽(5)。

6.一种权利要求1-5中任一项所述装置的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)在底座(11)上自下而上依次放置下透水石(6)、土样(7)、上透水石(4)、土样帽(9)，将橡皮膜(8)上下两端分别与土样帽(9)和底座(11)扎紧，在液压装置(2)中注入水化学溶液，启动气压泵，通过自动气压控制器调节气压；

2)试验开始后，根据试验要求方案，开启不同位置阀门，通过计算机显示数据读取气压以及应变传感器(3)的应变读数，换算成所用水化学溶液含量，完成对待污染圆柱土样(7)的制备；

3)试验完成后，先关闭气泵，旋转关闭阀门，依次取出土样帽(9)、上透水石(4)、下透水石(6)以及污染后的土样(7)，清洗后备用。

7.根据权利要求6所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，其特征在于，所述自动气压控制器调节气压在1.8个大气压。

8.根据权利要求6所述的制备定孔隙水化学溶液浓度的黄土制样方法，其特征在于，根据自动气压控制器调节气压以及应变传感器(3)应变读数换算成所用水化学溶液含量，如下式计算：

V＝s×h

式中，V-所用水化学溶液体积；s-液压装置底面积；h-通过应变传感器得到液体下降高度。