[发明专利]全自动非饱和土土水特征曲线压力板仪

说明书

全自动非饱和土土水特征曲线压力板仪。它包括控制柜、主体试验柜，所述主体试验柜内设置有压力室、压力室底座、轴向加压机构、自动冲刷气泡机构、蒸发补偿机构、围压加压机构，所述自动冲刷气泡机构设置有蠕动泵、冲刷用双层刻度量管；所述蒸发补偿机构设置有蒸发用双层刻度量管；所述主体试验柜为一透明罩柜体，所述透明罩柜体内部固定有电子恒温恒湿装置；所述轴向加压机构、围压加压机构分别设置有自动调压阀；所述控制柜的前端设置有触摸式工控计算机。该压力板仪设置有全自动化气泡冲刷机构和蒸发补偿机构和自动调压机构和恒温恒湿机构，能大大提高土水特征曲线试验数据的采集精度，且试验数据更真实客观，同时自动化程度高、可控性好。

技术领域

本发明涉及土水特征曲线试验设备，特别涉及一种设置有全自动化气泡冲刷机构和蒸发补偿机构和自动调压机构和恒温恒湿机构、使得土水检测自动化程度高和试验数据精度高的非饱和土土水特征曲线压力板仪。

背景技术

土壤水的基质势(或土壤水吸力)随土壤含水量而变化，其关系曲线称为土水特征曲线，其主要是指非饱和土中形成的基质吸力与土中含水率或者饱和度之间的关系曲线，体现了在基质吸力作用下土体的持水能力，通过土水特征曲线能够有效的确定非饱和土的抗剪强度、渗透特性、扩散特性、体应变等，故在非饱和土力学中占有重要的地位，对土水特征曲线的试验研究多采用土水特征曲线压力板仪。

目前，土水特征曲线压力板仪存在的不足有：

1、气泡冲刷结构不能实现全自动，操作麻烦，且现有气泡冲刷结构大都比较简单，冲刷不彻底；

2、由于非饱和土实验过程长，在一定的空气温度及湿度下，试验中的水液会出现一定的蒸发量，现有实验设备缺乏对蒸发量的考虑，从而影响试验数据的精度；

3、试样加压采用手动方式，而该类试验过程持续时间长，因此出现缓慢泻压、不能自动补充气压的问题；

4、现有设备缺乏恒温恒湿的试验条件控制，从而在较长的试验周期中，不同的温度和湿度条件会对土水的试验数据造成较大的误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供全自动非饱和土土水特征曲线压力板仪，该压力板仪设置有全自动化气泡冲刷机构和蒸发补偿机构和自动调压机构和恒温恒湿机构，能大大提高土水特征曲线试验数据的采集精度，且试验数据更真实客观，同时自动化程度高、可控性好。

本发明的技术方案是:

全自动非饱和土土水特征曲线压力板仪，它包括控制柜、及设置于控制柜上的主体试验柜，所述主体试验柜内设置有压力室、压力室底座、轴向加压机构、围压加压机构，所述压力室设置于压力室底座上，所述压力室与压力室底座间还压设有陶土板，所述压力室底座上成型有凹槽，所述陶土板与压力室底座间形成底座储水腔，所述压力室用于压设试验土样，所述轴向加压机构设置有轴向加压器，通过所述轴向加压器对试验土样施加轴向压力，所述围压加压机构用于给压力室内部提供围压压力，土样中的水分在轴向压力和围压压力作用下通过具有阻气通水功能的陶土板排出，所述底座储水腔用于收集试验土样挤出的水分，通过冲刷机构循环后由水压传感器读取排水量；

所述控制柜内设置有微控制单元MCU嵌入式控制系统，所述轴向加压器、围压加压机构还分别包括开关装置，所述微控制单元MCU嵌入式控制系统与轴向加压器、围压加压机构的开关装置连接，通过微控制单元MCU嵌入式控制系统进行轴向加压器、围压加压机构的控制；

作为改进，所述压力板仪还设置有自动冲刷气泡机构，所述自动冲刷气泡机构设置有蠕动泵、冲刷用双层刻度量管，所述蠕动泵、冲刷用双层刻度量管与压力室底座的底座储水腔构成水液循环流动路径，通过蠕动泵驱动，通过冲刷用双层刻度量管排出气泡，对底座储水腔的挤出水分进行气泡冲刷，所述蠕动泵还包括开关装置，所述微控制单元MCU嵌入式控制系统与蠕动泵的开关装置连接，通过微控制单元MCU嵌入式控制系统进行蠕动泵的控制；