[发明专利]一种多联通道重塑土智能成形及取土设备

说明书

一种多联通道重塑土智能成形及取土设备，包括至少两个土样成形桶、一个真空水罐、一个真空泵、一套取土器和一套智能控制系统；土样成形桶包括外壳和密封盖，桶体内壁安装用于感应土样成形桶内负压的负压感应器；真空水罐包括罐体和上端盖，罐体内安装用于感应真空水罐内部压力值的压力传感器与用于感应真空水罐内部水位的水位传感器；负压感应器、压力传感器和水位传感器均与智能控制系统连接，智能控制系统包括土样制备桶真空度测量模块、真空水罐水位监测模块，以及，用于通过调节真空水泵控制真空水罐的压力，使得当前负压传感器的信号保持于预设实验值的智能控制模块。本发明灵活性良好、操作简单、土样均一性良好、智能化程度高。

技术领域

本发明涉及土木工程土工试验领域，尤其是一种多联通道重塑土智能成形及取土设备。

背景技术

为了了解土体的宏观特性与微观结构，在岩土工程技术领域中，通常采用渗透试验、击实试验、直接剪切试验、三轴剪切试验、扫描电镜试验等试验。为了保证试验参数的准确性，就需要进行原位测试或者采集原状土进行试验分析，但由于土体本身的不均一性、多相性，加之取土对土体产生的扰动进一步导致原状土的取样困难。因此为了让试样保证整体性质均一和平行试样的有效性，对采取的土样进行的重塑土制样是土体性状的重要技术手段。

现行室内制样技术除了击实法以外便是固结法。固结法按照固结动力的不同又可分为加压固结法和真空固结法。原理是通过施加静载或者真空施加负载加速土样固结，这样采用单向或三向排水固结法获得重塑土试样。固结法相制成的重塑土样抗剪强度比击实法制成的重塑土样抗剪强度更强，且更不易产生大孔隙。但固结法的缺点是步骤操作相对复杂、对设备要求高且所需固结时间较长。

针对固结法制重塑土的设备，如中国专利公开号：CN103981853A，授权公开日：2014.8.13，发明名称为“一种重塑土真空预压设备及成土工艺”，该申请案中采用三向排水，公开的取土器置于土样制备桶，但取土器与钢桶未紧密连接，会导致内外气流贯通对固结造成影响，使土的固结时间增长；试样脱模过程中产生的摩擦力会会对土样的外壁与内部结构造成一定的影响；公开的试验步骤中铁丝网的安放与取土器的固定以及取土均可进一步优化；且该发明装置无法多联制备土样，过程中也不能实现可视化以及智能化，缺陷还较为明显。

目前，重塑土制样设备虽在不断改进，但仍主要存在着土样制备量有限，试验准备工作较为繁琐，设备安装与操作不够明晰，固结时间过长，缺少可视化及智能化控制等缺点。

发明内容

为了克服已有重塑土制样方式的灵活性较差、操作复杂、土样均一性较差、智能化程度较低的不足，本发明提供一种灵活性良好、操作简单、土样均一性良好、智能化程度高的多联通道重塑土智能成形及取土设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多联通道重塑土智能成形及取土设备，包括至少两个土样成形桶、一个真空水罐、一个真空泵、一套取土器和一套智能控制系统；

所述土样成形桶包括外壳和密封盖，所述外壳内为供待成形土样放置的桶体，所述桶体上端安装所述密封盖，所述桶体的底部设有透水石排水层，所述透水石排水层的上部覆盖过滤网，所述桶体底端开有与真空水罐连通的排水孔，所述桶体内壁安装用于感应土样成形桶内负压的负压感应器；

所述真空水罐包括罐体和上端盖，所述上端盖密封安装在罐体的顶部，所述罐体的底部设有排水口，所述排水口与排水管道连接，所述排水管道上安装可调节阀门；所述罐体外侧中部入水口通过排水通道与所述土样成形桶的排水孔连接，所述上端盖开有通孔，所述通孔与真空管道的一端连接，所述真空管道的另一端与所述真空泵连接，所述罐体内安装用于感应真空水罐内部压力值的压力传感器与用于感应真空水罐内部水位的水位传感器；