【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于黄土演示，具体涉及一种黄土增湿试验的室内演示装置及使用方法。
技术介绍
1、黄土广泛地分布于我国的西北、华北地区，在自重或一定上部荷载作用下，受水浸湿后，黄土的结构会迅速破坏而发生显著的附加下沉，严重影响工程安全性。针对黄土的湿陷性，根据场地工程地质条件，对拟建设场地进行地基处理，是解决湿陷性对建筑物、构筑物及其他设施危害的有效措施，也是保证湿陷性黄土地区工程建设安全可靠、正常使用的必要手段，既可使增湿后地基处理深度范围内含水量符合标准要求，保证施工质量，又可节约水资源、降低施工成本。《湿陷性黄土地区建筑标准》(gb50025-2018)建议：如果地基土含水量低于12％时，应该采取现场增湿注水对地基土进行增湿后方可进行挤密桩施工。对低含水量湿陷性黄土场地增湿时的水分扩散规律及注水控制技术进行研究非常有必要。而在室内增湿黄土试验过程中，检测水分扩散过程中土体的基质吸力、含水量变化，以及如何控制注水量及注水区域是一个难题，因此需要设计一套室内增湿黄土的演示装置解决以上问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种黄土增湿试验的室内演示装置及使用方法，以解决上述的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种黄土增湿试验的室内演示装置，包括土柱箱，所述土柱箱内部设置有注水管，所述注水管顶部设置有水管，所述水管一端连接有马氏瓶，所述马氏瓶外侧设置有可以调节马氏瓶高度的调节组件，所述土柱箱内部设置有多个水分传感和张力计并且均电性连接有电脑；p>
3、所述注水管包括多个可相互连接的分管，所述分管上均设置有通孔并且每个分管上的通孔直径不一；
4、所述分管包括外管、内管和检测管，所述外管和内管底部外侧与顶部内侧均设置有可多个相互螺纹连接的锁紧螺纹，所述内管设置于外管内部并且其外径与外管内径相等，所述内管顶部设置有顶板，所述内管底部底端固定连接有环形电磁铁，所述环形电磁铁上通电吸附有检测管，所述检测管远离环形电磁铁的一端设置有多个弹簧，多个所述弹簧顶端均与顶板，所述检测管内部设置有可检测检测管内部水压的检测机构并且其检测机构无线连接电脑通过电脑控制环形电磁铁的启动；
5、固定连接，除顶部分管上的弹簧其他分管上的弹簧均与其顶部另一个分管上的环形电磁铁底部固定连接。
6、优选的，所述检测机构包括固定连接于检测管内部的检测组件，所述检测组件一侧固定连接有弹性密封布，所述弹性密封布顶部设置有移动板并且所述移动板与检测组件滑动连接，所述移动板顶部固定连接有至少一个伸缩杆并且通过伸缩杆与顶板底部连接，所述顶板底部固定连接有压力传感器并且压力传感器设置于移动板的上移路径上。
7、优选的，所述检测组件包括低位区与高位区，所述弹性密封布和移动板均设置于高位区内部，所述低位区内部开设有连接孔；所述水管包括与顶板固定连接的延伸管并且延伸管底部贯穿顶板与连接孔连接，所述延伸管顶部固定连接有管道连接件，所述水管还包括连接管并且所述延伸管与连接管之间通过管道连接件相互连接。
8、优选的，所述马氏瓶内部设置有可通过其高度控制静水压大小的进气管，所述马氏瓶底部一侧设置有排水调节阀，所述排水调节阀与水管相互连接。
9、优选的，所述土柱箱底部设置有排水出口，所述排水出口一端延伸至土柱箱外侧并且设置有排水阀，所述顶板上固定连接有把手。
10、优选的，所述调节组件包括底座，所述底座上固定连接有铁杆，所述铁杆上套设有可调节高度的调紧螺母，所述调紧螺母一侧固定连接有置物支架，所述马氏瓶置于置物支架上。
11、一种黄土增湿试验的室内演示装置的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：
12、步骤一：物料准备、首先根据需要连接拥有不同直径通孔的分管，也就是将多根内管和外管均通过其自身加工的锁紧螺纹相互连接，然后形成注水管，将注水管置于土柱箱内部同时利用黄土掩埋注水管并且将黄土盛满土柱箱内部；
13、步骤二：第一层释放、然后通过旋转内管，这里的旋转方向与内管相互螺纹连接紧的方向相同，然后使外管与内管上的多个通孔相互重合实现第一次的释放；
14、步骤三：压力检测、通过根据分管的根据设定对应的水压，然后通过打开排水调节阀利用水管将水流入注水管内部，期间利用延伸管流入检测管内部，然后根据不断的流入压力不断的增大直至充满整个检测管继续添加水，利用水压推动弹性密封布形变膨胀，然后推动移动板向上移动，移动的过程中利用与移动板接触的压力传感器检测压力值；
15、步骤四：压力合格最终放水、当达到压力值的时候，电脑控制环形电磁铁得电吸附检测管拉动弹簧向下移动直至检测管上的通孔也与外管和内管上的锁紧螺纹重合，从而实现预设压力值的释放，实现上下通孔排水的水压接近；
16、步骤五：检测、然后通过水分传感测试黄土中不同高度区域的含水率。张力计分布在土柱箱右侧，沿高度均匀分布，用于测试黄土中不同高度区域的基质吸力。然后每一个传感器实时将数据通过数据线传输到电脑上，得到一系列测试结果；
17、步骤六：结束排放、最后结束实验，利用排水出口和排水阀排出污水残留。
18、本专利技术的技术效果和优点：整体利用双层可旋转注水管可轻易控制注水的开关；注水管由三组管道分层打孔，可以实现对不同深度土层输入不同的注水量，并且便于运输存放；利用马氏瓶作为供水实验装置可以使得供水稳定，在装置水量不足的情况下及时补水，避免水量不足导致实验中途停止，产生不必要的误差；同时，在土柱室侧壁等距布设有水分传感器和张力计，可将不同增湿条件下黄土的含水量和基质吸力进行分层采集；
19、然后根据不断的流入压力不断的增大直至充满整个检测管继续添加水，利用水压推动弹性密封布形变膨胀，然后推动移动板向上移动，移动的过程中利用与移动板接触的压力传感器检测压力值，压力合格最终放水、当达到压力值的时候，电脑控制环形电磁铁得电吸附检测管拉动弹簧向下移动直至检测管上的通孔也与外管和内管上的锁紧螺纹重合，从而实现预设压力值的释放，实现上下通孔排水的水压接近，然后通过水分传感测试黄土中不同高度区域的含水率。张力计分布在土柱箱右侧，沿高度均匀分布，用于测试黄土中不同高度区域的基质吸力。
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1.一种黄土增湿试验的室内演示装置，包括土柱箱(2)，其特征在于：所述土柱箱(2)内部设置有注水管(1)，所述注水管(1)顶部设置有水管(14)，所述水管(14)一端连接有马氏瓶(12)，所述马氏瓶(12)外侧设置有可以调节马氏瓶(12)高度的调节组件，所述土柱箱(2)内部设置有多个水分传感(3)和张力计(4)并且均电性连接有电脑(16)；
2.根据权利要求1所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述检测机构包括固定连接于检测管(110)内部的检测组件(109)，所述检测组件(109)一侧固定连接有弹性密封布(114)，所述弹性密封布(114)顶部设置有移动板(116)并且所述移动板(116)与检测组件(109)滑动连接，所述移动板(116)顶部固定连接有至少一个伸缩杆(117)并且通过伸缩杆(117)与顶板(102)底部连接，所述顶板(102)底部固定连接有压力传感器(115)并且压力传感器(115)设置于移动板(116)的上移路径上。
3.根据权利要求2所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述检测组件(109)包括低位区(10
4.根据权利要求1所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述马氏瓶(12)内部设置有可通过其高度控制静水压大小的进气管(11)，所述马氏瓶(12)底部一侧设置有排水调节阀(13)，所述排水调节阀(13)与水管(14)相互连接。
5.根据权利要求1所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述土柱箱(2)底部设置有排水出口(5)，所述排水出口(5)一端延伸至土柱箱(2)外侧并且设置有排水阀(6)，所述顶板(102)上固定连接有把手(103)。
6.根据权利要求1所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述调节组件包括底座(7)，所述底座(7)上固定连接有铁杆(9)，所述铁杆(9)上套设有可调节高度的调紧螺母(8)，所述调紧螺母(8)一侧固定连接有置物支架(10)，所述马氏瓶(12)置于置物支架(10)上。
7.根据权利要求1-6任意所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种黄土增湿试验的室内演示装置，包括土柱箱(2)，其特征在于：所述土柱箱(2)内部设置有注水管(1)，所述注水管(1)顶部设置有水管(14)，所述水管(14)一端连接有马氏瓶(12)，所述马氏瓶(12)外侧设置有可以调节马氏瓶(12)高度的调节组件，所述土柱箱(2)内部设置有多个水分传感(3)和张力计(4)并且均电性连接有电脑(16)；
2.根据权利要求1所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述检测机构包括固定连接于检测管(110)内部的检测组件(109)，所述检测组件(109)一侧固定连接有弹性密封布(114)，所述弹性密封布(114)顶部设置有移动板(116)并且所述移动板(116)与检测组件(109)滑动连接，所述移动板(116)顶部固定连接有至少一个伸缩杆(117)并且通过伸缩杆(117)与顶板(102)底部连接，所述顶板(102)底部固定连接有压力传感器(115)并且压力传感器(115)设置于移动板(116)的上移路径上。
3.根据权利要求2所述的一种黄土增湿试验的室内演示装置，其特征在于：所述检测组件(109)包括低位区(1091)与高位区(1092)，所述弹性密封布(114)和移动板(116)均设置于高位区(1092)内部，所述低位区(1091)内部开设有连接孔(112)；所述水管(14)包括与顶板(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王爱民，樊习英，王正，谢东升，任志才，薛继斌，张立伟，樊勖皓，苏晓学，张耀飞，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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