[发明专利]一种微型张力计快速饱和器

说明书

本发明公开了一种微型张力计快速饱和器，包括抽真空系统、饱和系统以及储水系统。该发明将微型张力计传感器和陶土管分别固定在传感器饱和环和陶土管安装孔上。在抽真空的过程中，通过无线激振器的振动作用，可排出传感器内部的气泡，从而有效提高传感器的饱和程度，此外，除气水逐渐注入陶土头储水室并在大气压力的作用下，逐渐饱和陶土头。本发明试验装置操作程序简便，可快速且同步地饱和传感器和陶土头，饱和效果好，不仅可使张力计测量基质吸力的反应时间缩短，更可延迟高进气值陶土头发生穴蚀的时间，从而提高高进气值微型张力计测量超过85kPa基质吸力的能力。

技术领域

本发明涉及一种微型张力计快速饱和器装置。该装置能有效饱和多根微型张力计，且饱和程度高，可有效提高高进气值微型张力计测量超过85kPa基质吸力的能力。

背景技术

非饱和土的渗流分析、抗剪强度、体变和沉降计算都和基质吸力有着密切的关系，因此基质吸力是非饱和土力学理论体系的基础，其对解释非饱和土的力学性状具有重要意义。基质吸力的量测方法有很多种，但与其它的方法相比，微型张力计不仅携带方便，且由于基质吸力平衡的反应时间短，因此在现场、室内与模型试验中的应用日趋广泛。此外，随着张力计技术的进步，现已发展出高进气值微型张力计，它可测量超过85kPa的基质吸力，但其对陶土头与传感器饱和程度的要求比一般微型张力计更高，这使得传统上利用注射器分别对微型张力计传感器与陶土头抽气的注射器饱和法，已难以满足高进气值微型张力计的饱和程度要求。同时使用传统饱和还存在以下不足：

1.微型张力计的饱和效果难以控制。传统的注射器饱和法的饱和程度不易控制，常存在饱和程度低的问题，造成测量基质吸力的反应时间加长，也会使高进气值陶土头提前产生穴蚀，从而降低高进气值微型张力计测量超过85kPa基质吸力的能力。

2.微型张力计的饱和效率低。传统的注射器法饱和法，只能单支分次饱和，不能同时饱和多支张力计，如需饱和较多的微型张力计将耗费大量时间。

3.微型张力计饱和过程的可操作性差。传统的注射器饱和法需对张力计传感器及陶土头分别饱和，且在饱和过程中亦需依靠手动敲击排出传感器内部的空气，操作不便。

发明内容

为解决上述缺点与不足之处，本发明提供了一种微型张力计快速饱和器装置，该装置可有效饱和多根微型张力计，且传感器与陶土头的饱和程度高，可有效提高高进气值微型张力计测量超过85kPa基质吸力的能力。

为了实现以上目的，本发明设计了抽真空系统、饱和系统以及储水系统。

所述的饱和系统包括传感器饱和室、储线室以及陶土管保护室。所述的传感器饱和室设有无线激振器，传感器通过传感器饱和环与O型密封圈固定，并将除气水注入其中。陶土管需穿过倒置的橡胶塞固定在陶土管安装孔上。安装完成后，通过抽真空、注水并启动无线激振器即可对传感器和陶土头进行饱和。

所述的抽真空系统包括真空泵、真空表、抽气导管。抽气导管一端与真空泵相连，另一端与真空桶的顶盖相连。

所述的饱和系统包括传感器饱和室、储线室、陶土管保护室。传感器饱和室为传感器饱和提供独立空间。储线室方便安放传感器连接线。陶土管保护室在抽真空与振动过程中，可阻隔传感器连接线对陶土管的影响。

所述的储水系统包括了蓄水瓶与储水室，蓄水瓶与储水室之间通过排水导管和阀门连接，由蓄水瓶向储水室供水。

所述的真空桶的底板设有陶土头安装孔。

所述的顶盖与真空桶之间设有橡胶垫圈，用来密封真空桶。

所述的顶盖安装有真空表，用来监测饱和系统的真空度。

所述的传感器通过传感器饱和环固定。

所述的传感器饱和室设置有无线激振器，可让传感器饱和室底板振动以利排出传感器内的气泡。