[发明专利]一种重塑土特定含水率的配制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重塑土特定含水率的配制装置及方法，尤其适用于室内试验中砂土和粘土等重塑土的特定含水率的配制。

背景技术

土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。由于其形成年代、生成环境及物质成分不同，土的特性亦复杂而多变。因此在构筑物设计前，必须充分了解、研究建筑场地相应土层的性质，以便对工程地质条件作出正确的评价。

目前通过长期的室内和现场应用发现，土的含水率与土体力学性质有密切的关系。例如，粘性土的状态因土中水量的变化而变化，各种粘性土有一个处于塑性状态的含水率范围，界限含水率就是这个范围的量度值，液限是塑性状态的上限，塑限是可塑状态的下限，含水率低于塑限时水分蒸发，屈服力增加到一定值，此时土处于固态状态；含水率高于液限时，土无屈服力，此时土处于半流动状态和流动状态：含水率小于液限大于塑限时，此时土处于塑性状态，土体对变形产生阻力，具有屈服力，这种状态的土具有塑性，处于塑性状态的粘性土因其矿物特性原始基颗粒细微，在一定体积内细粒含量越多，使表面上产生的电化学力吸附水分子和离子，颗粒之间产生粘滞阻力（凝聚力）也就越大。所以对未知土在各种含水率下的力学性质的室内试验，是必要的。土体中的自由水和弱结合水在105℃~110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。

根据土工试验方法标准《GB/T50123-1999》，室内试验中将烘干研磨后的重塑土制取特定含水率的方法，未作明确说明。目前室内试验中常使用的方法是，将称量完成的重塑土和蒸馏水在敞口容器内手工拌制，该方法直接获取的含水率较不准确，水分在拌制过程中易受人为原因挥发或洒落，反复拌制才能获取所需土体，进而制作特定含水率的土样进行相关试验，至今没有一个有效的制备方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种简单、制取迅速、使用方便、含水率制取精确的重塑土特定含水率配制装置及方法。

技术方案：本发明的重塑土特定含水率配制装置，包括内设电动机的电机底座，电机底座上设有料桶，料桶内设有由电动机轴传动的旋转底盘和与旋转底盘相连的搅拌桨，料桶的内壁上间隔设有上、中、下三个湿度传感器，料桶的外壁上设有与湿度传感器导线相连的湿度指示仪；料桶的顶部设有料桶上盖，料桶上盖上设有注水器，注水器的喷嘴与料桶上盖的上盖孔口连接。

所述料桶的内壁上设有调整湿度传感器位置的滑槽；所述的料桶为杯状或圆柱状，料桶壁上设有手柄；所述的注水器包括带有刻度的瓶体，瓶体的上部设有注水器加压柄和注水器手柄，瓶体的入口处设有导管和喷嘴。

本发明的重塑土特定含水率的配制方法：通过所需特定含水率的土样计算出用水量，在注水器内加装所需用水量的实验用蒸馏水，密封注水器并通过注水器加压柄对注水容器内的水进行加压，将出水喷嘴与料桶的上盖孔口连接；根据重塑土体积量调节上、中、下三个湿度传感器的空间分布位置，将实验所需研磨烘干的重塑土装入料桶内，侍注水器的料桶上盖与装配完毕的料桶组合一体后，将料桶安装在电机底座上，使料桶的旋转底盘与电动机的转轴卡套在一起，启动电源，通过搅拌桨对土样进行正反顺序交替搅拌；通过上、中、下三个湿度传感器将不同位置的湿度信号传给湿度指示仪，待料桶内壁上、中、下分布的湿度传感器显示湿度分布均衡，湿度指示仪显示数据达到设定值后关闭电源，停止搅拌；打开料桶上盖，取出特定含水率的重塑土进行室内试验中土样的制取。

有益效果：由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、能实现自动化操作，结构简便，易使用；单人即可完成重塑土的特定含水率配制；

2、由于所采用的料桶在重塑土拌制过程完全密封，有效防止了水分的挥发和洒落，可间断进行配制；

3、所获取的重塑土达到特定含水率的制取时间平均缩短7~10倍；获取的重塑土含水率值较精确。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图2 为图1中搅拌桨的俯视结构示意图。

图3 为图1中滑槽的结构示意图。