一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置，包括上端设置有密封盖的真空饱和缸、设置在饱和缸内的电子天平、依次设置在电子天平上方的磁力搅拌器和顶部开口的温度控制箱、设置在温度控制箱内的细颈玻璃容量瓶、温度控制器以及苯甲基硅油，装置还包括照相机和计算机数据采集系统；所述细颈玻璃容量瓶包括含细颈和刻度的上部分和与液体补充管连通的下部分，上部分和下部分间能分离且能使用密封垫圈进行密封连接，细颈玻璃容量瓶的细颈和刻度处向上伸出所述温度控制箱和真空饱和缸的顶部以外且由照相机实时拍摄液位并将数据传递至计算机数据采集系统进行分析和计算。本发明专利技术为测量土体颗粒表面水膜密度和比重提供一条新的途径。提供一条新的途径。提供一条新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置


[0001]本专利技术涉及岩土工程试验仪器，具体涉及一种土体颗粒表面水膜密度和比重的测量装置。

技术介绍

[0002]黏土矿物成分由于存在同晶置换作用、离子吸附作用、晶格破键作用等使颗粒表面具有带电性，黏土颗粒细小，阳离子交换量和比表面积大，因此黏土颗粒具有较强的水敏性，黏土颗粒表面会吸附水膜子。土
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水
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电解质系统的相互作用下，颗粒表面水膜密度和性质会影响土体的物理化学性质，不同的水膜密度情况下呈现出固态/半固态、可塑性/流动状态，土体会表现出复杂的物理力学特性。黏土颗粒表面水膜密度和性质与环境温度、土体矿物成分和形态、孔隙液介质等因素有关。目前缺少对应的可以测量不同温度条件下不同矿物成分土体颗粒表面水膜密度的装置。因此，本领域需要一种土体颗粒表面水膜密度的测量装置。
[0003]另一方面，现有的比重瓶法测量土体颗粒比重时，操作麻烦，误差大，在塞紧瓶塞使液体从瓶塞孔溢出时会存在较大误差，特别是煤油溢出后瓶身的清理等会比较麻烦且容易因残留而影响测量的准确性；且测量不同温度下比重瓶质量时是将比重瓶拿出恒温水浴槽的，其测量并不够精确，而且砂浴温度较高危险系数较大。因此，本领域也需要一种新的土体颗粒比重测量装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种土体颗粒表面水膜密度和比重的测量装置，适用于所有土壤，尤其是膨胀土等黏土颗粒。
[0005]本专利技术提供一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置，所述装置包括上端设置有密封盖的真空饱和缸(5)、设置在真空饱和缸(5)内的电子天平(2)、依次设置在电子天平(2)上方的磁力搅拌器(9)和顶部开口的温度控制箱(7)、设置在温度控制箱(7)内的细颈玻璃容量瓶(4)、温度控制器(8)以及导热用的苯甲基硅油，所述装置还包括照相机(1)和计算机数据采集系统(11)；所述细颈玻璃容量瓶(4)包括含细颈和刻度的上部分和与液体补充管(6)连通的下部分，上部分和下部分间能分离且能使用密封垫圈进行密封连接，所述细颈玻璃容量瓶(4)的细颈和刻度处向上伸出所述温度控制箱(7)和真空饱和缸(5)的顶部以外且由所述照相机(1)实时拍摄液位并将数据传递至所述计算机数据采集系统(11)进行分析和计算。
[0006]在一种具体的实施方式中，所述温度控制器(8)中包括电热管，所述装置还包括设置在温度控制箱(7)内的苯甲基硅油中的温度传感器(3)，优选所述温度传感器的测量精度为0.01℃。
[0007]在一种具体的实施方式中，所述装置还包括与真空饱和缸(5)的密封盖上的阀门连接且用于对真空饱和缸(5)抽真空的真空泵(10)。
[0008]在一种具体的实施方式中，所述细颈玻璃容量瓶(4)的上部分和/或下部分上还固定设置有塑料锁扣，用于将上部分和下部分之间锁合固定；优选所述塑料锁扣粘接固定在所述细颈玻璃容量瓶(4)的上部分和/或下部分上。
[0009]在一种具体的实施方式中，所述电子天平(2)、温度控制器(8)和温度传感器(3)均与计算机数据采集系统(11)电连接，所述温度控制器(8)用于对所述苯甲基硅油进行动态控温，所述温度传感器(3)用于精确测量所述苯甲基硅油的实时温度。
[0010]在一种具体的实施方式中，所述细颈玻璃容量瓶(4)中还匹配设置有磁子，所述细颈玻璃容量瓶(4)在设计刻度时已经考虑去除所述磁子的体积。
[0011]在一种具体的实施方式中，所述液体补充管(6)的顶部高度高于所述细颈玻璃容量瓶(4)的细颈处的底部高度，且低于所述细颈玻璃容量瓶(4)的细颈处的顶部高度。
[0012]本专利技术中，因细颈玻璃容量瓶(4)的细颈处尺寸足够小，因而并不能直接从细颈处向瓶中注入液体，本专利技术使用注射器将液体从液体补充管(6)的顶部压注进入瓶中，还能避免液体在细颈处挂壁而影响液体的体积读数。
[0013]在一种具体的实施方式中，所述细颈玻璃容量瓶(4)的下部分呈球形。
[0014]本专利技术提供一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的一体化智能装置，利用高精度电子天平和相机准确测量被测试样的质量和体积，并能提供一个准确的温度可控的测试环境，为测量土体颗粒表面水膜密度和比重提供一条新的途径，为解决岩土工程问题提供可靠的依据，更能保证试验结果的准确性与实用性。装置具有操作简单，经济实惠，智能性高，准确度高等特点。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中用于测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置的结构示意图。
[0016]图中：1
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照相机；2
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电子天平；3
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温度传感器；4
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细颈玻璃容量瓶；5
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真空饱和缸；6
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液体补充管；7
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温度控制箱；8
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温度控制器；9
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磁力搅拌器；10
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真空泵；11
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计算机数据采集系统。
具体实施方式
[0017]为提供一种土体颗粒表面水膜密度和比重的测量装置，本专利技术的基本思路是：土体颗粒放入到玻璃容量瓶中，加入水或者中性液体煤油，通过油浴和/或抽真空排除土体颗粒内的残余气体，并通过磁力搅拌促进土壤和液体混合均匀，最后通过电子天平和照相机分别确定玻璃容量瓶内的土
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液混合物的质量和体积，最终确定土体颗粒表面水膜密度和比重。
[0018]同时在以下三个方面作了独创性设计：
[0019]1.本装置采用苯甲基有机硅油(KF
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54)作为导热油，苯甲基有机硅油具有耐热、耐氧化、耐低温等特性，通过温度控制系统可以调节系统的温度范围为室温到300℃，进行油浴避免砂浴的不均匀受热和高温危险性；与此同时本装置还可以进行抽真空。可以测量不同温度下的土体颗粒表面水膜密度和比重，温度精确在0.01℃。
[0020]2.计算机数据采集系统，可以自动读取细颈玻璃瓶上的读数，准确测量容量瓶内的体积，精确至0.001ml；另一方面可以自动读取容量瓶的质量大小。确定体积和质量后，通
过编辑的计算程序自动输出土体颗粒的比重或者颗粒表面水膜密度。
[0021]3.试验装置含有磁力搅拌器，可以加速土体颗粒和液体混合，并加速排除残余气体。
[0022]4.细颈玻璃容量瓶是上下分离式的，将上半部分拆开可以方便快捷的将土体颗粒放入容量瓶中，细颈部分最小刻度是0.001ml，可以精确的测量容量瓶的体积；上下两部分紧密扣合后，可以通过液体补充管增加液体使得容量瓶的容量至刻度处，既能简单快捷的补充液体，又可以避免从颈部加入后液体挂壁影响测试的准确性。
[0023]本专利技术的目的是这样实现的：
[0024]本装置的细颈玻璃容量瓶4中放置被测对象，即土样；
[0025]本装置包括磁力搅拌温控测量系统，抽真空体积测量系统和图像采集系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量土体颗粒表面水膜密度和比重的装置，所述装置包括上端设置有密封盖的真空饱和缸(5)、设置在真空饱和缸(5)内的电子天平(2)、依次设置在电子天平(2)上方的磁力搅拌器(9)和顶部开口的温度控制箱(7)、设置在温度控制箱(7)内的细颈玻璃容量瓶(4)、温度控制器(8)以及导热用的苯甲基硅油，所述装置还包括照相机(1)和计算机数据采集系统(11)；所述细颈玻璃容量瓶(4)包括含细颈和刻度的上部分和与液体补充管(6)连通的下部分，上部分和下部分间能分离且能使用密封垫圈进行密封连接，所述细颈玻璃容量瓶(4)的细颈和刻度处向上伸出所述温度控制箱(7)和真空饱和缸(5)的顶部以外且由所述照相机(1)实时拍摄液位并将数据传递至所述计算机数据采集系统(11)进行分析和计算。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度控制器(8)中包括电热管，所述装置还包括设置在温度控制箱(7)内的苯甲基硅油中的温度传感器(3)，优选所述温度传感器的测量精度为0.01℃。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与真空饱和缸(5)的密封盖上的阀门连接且用于对真空饱和缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢有谦，张红日，李红明，杨济铭，刘友能，陈泉余，蓝天助，李侑军，甘伟相，
申请(专利权)人：广西交科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：