一種多聯(lián)通道重塑土智能成形及取土設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程土工試驗領(lǐng)域，尤其是一種多聯(lián)通道重塑土智能成形及取土設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為了了解土體的宏觀特性與微觀結(jié)構(gòu)，在巖土工程技術(shù)領(lǐng)域中，通常采用滲透試驗、擊實試驗、直接剪切試驗、三軸剪切試驗、掃描電鏡試驗等試驗。為了保證試驗參數(shù)的準(zhǔn)確性，就需要進(jìn)行原位測試或者采集原狀土進(jìn)行試驗分析，但由于土體本身的不均一性、多相性，加之取土對土體產(chǎn)生的擾動進(jìn)一步導(dǎo)致原狀土的取樣困難。因此為了讓試樣保證整體性質(zhì)均一和平行試樣的有效性，對采取的土樣進(jìn)行的重塑土制樣是土體性狀的重要技術(shù)手段。
[0003]現(xiàn)行室內(nèi)制樣技術(shù)除了擊實法以外便是固結(jié)法。固結(jié)法按照固結(jié)動力的不同又可分為加壓固結(jié)法和真空固結(jié)法。原理是通過施加靜載或者真空施加負(fù)載加速土樣固結(jié)，這樣采用單向或三向排水固結(jié)法獲得重塑土試樣。固結(jié)法相制成的重塑土樣抗剪強(qiáng)度比擊實法制成的重塑土樣抗剪強(qiáng)度更強(qiáng)，且更不易產(chǎn)生大孔隙。但固結(jié)法的缺點是步驟操作相對復(fù)雜、對設(shè)備要求高且所需固結(jié)時間較長。
[0004]針對固結(jié)法制重塑土的設(shè)備，如中國專利公開號:CN103981853A，授權(quán)公開日:2014.8.13，發(fā)明名稱為“一種重塑土真空預(yù)壓設(shè)備及成土工藝”，該申請案中采用三向排水，公開的取土器置于土樣制備桶，但取土器與鋼桶未緊密連接，會導(dǎo)致內(nèi)外氣流貫通對固結(jié)造成影響，使土的固結(jié)時間增長；試樣脫模過程中產(chǎn)生的摩擦力會會對土樣的外壁與內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成一定的影響；公開的試驗步驟中鐵絲網(wǎng)的安放與取土器的固定以及取土均可進(jìn)一步優(yōu)化；且該發(fā)明裝置無法多聯(lián)制備土樣，過程中也不能實現(xiàn)可視化以及智能化，缺陷還較為明顯。
[0005]目前，重塑土制樣設(shè)備雖在不斷改進(jìn)，但仍主要存在著土樣制備量有限，試驗準(zhǔn)備工作較為繁瑣，設(shè)備安裝與操作不夠明晰，固結(jié)時間過長，缺少可視化及智能化控制等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服已有重塑土制樣方式的靈活性較差、操作復(fù)雜、土樣均一性較差、智能化程度較低的不足，本發(fā)明提供一種靈活性良好、操作簡單、土樣均一性良好、智能化程度高的多聯(lián)通道重塑土智能成形及取土設(shè)備。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種多聯(lián)通道重塑土智能成形及取土設(shè)備，包括至少兩個土樣成形桶、一個真空水罐、一個真空栗、一套取土器和一套智能控制系統(tǒng)；
[0009]所述土樣成形桶包括外殼和密封蓋，所述外殼內(nèi)為供待成形土樣放置的桶體，所述桶體上端安裝所述密封蓋，所述桶體的底部設(shè)有透水石排水層，所述透水石排水層的上部覆蓋過濾網(wǎng)，所述桶體底端開有與真空水罐連通的排水孔，所述桶體內(nèi)壁安裝用于感應(yīng)土樣成形桶內(nèi)負(fù)壓的負(fù)壓感應(yīng)器；
[0010]所述真空水罐包括罐體和上端蓋，所述上端蓋密封安裝在罐體的頂部，所述罐體的底部設(shè)有排水口，所述排水口與排水管道連接，所述排水管道上安裝可調(diào)節(jié)閥門；所述罐體外側(cè)中部入水口通過排水通道與所述土樣成形桶的排水孔連接，所述上端蓋開有通孔，所述通孔與真空管道的一端連接，所述真空管道的另一端與所述真空栗連接，所述罐體內(nèi)安裝用于感應(yīng)真空水罐內(nèi)部壓力值的壓力傳感器與用于感應(yīng)真空水罐內(nèi)部水位的水位傳感器；
[0011]所述負(fù)壓感應(yīng)器、壓力傳感器和水位傳感器均與所述智能控制系統(tǒng)連接，所述智能控制系統(tǒng)包括用于接收所述負(fù)壓傳感器的信號并轉(zhuǎn)換為真空度的土樣制備桶真空度測量模塊、用于接收真空水罐水位傳感器的信號并與預(yù)設(shè)報警閾值比較后選擇性發(fā)出告警信號并向所述可調(diào)節(jié)閥門發(fā)送放水指令的真空水罐水位監(jiān)測模塊，以及，用于通過調(diào)節(jié)所述真空水栗控制真空水罐的壓力，使得當(dāng)前負(fù)壓傳感器的信號保持于預(yù)設(shè)實驗值的智能控制豐旲塊。
[0012]進(jìn)一步，所述智能控制系統(tǒng)還包括用于將所述真空度、壓力值和水位值進(jìn)行實時顯示的數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊與顯示屏連接。
[0013]再進(jìn)一步，所述少兩個土樣成形桶、一個真空水罐、一個真空栗和一套智能控制系統(tǒng)均安裝在框架箱內(nèi)。
[0014]所述框架箱為長方體鋼化玻璃與鋼骨組合箱，所述框架箱頂部平面分布圓形孔洞用于放置土樣成形桶與真空水罐，所述框架箱內(nèi)部由鋼骨組成支撐，所述框架箱底部平面安裝有真空栗，所述框架箱側(cè)面安裝有智能控制系統(tǒng)。
[0015]所述取土器包括把手、板蓋和取土環(huán)刀，所述板蓋上安裝把手，所述板蓋的底部安裝所述取土環(huán)刀，所述取土環(huán)刀包括四片四分之一圓弧鋼片組合成的圓臺型環(huán)刀，所述取土環(huán)刀包括中間段和切割口，所述中間段的下端安裝切割口。
[0016]所述密封蓋為旋鈕密封蓋，所述旋鈕密封蓋上設(shè)有排氣閥以及安全閥。
[0017]所述的透水石排水層厚度為10cm，所述透水石排水層上部設(shè)有均勻分布圓形透水孔，所述均勻分布圓形透水孔上覆蓋100目過濾網(wǎng)，所述圓形透水孔直徑5mm，相鄰兩透水孔圓心間距為10mm。
[0018]所述土樣成形桶的桶體呈圓臺型，即桶口直徑稍大于桶底直徑，以利于排水；所述罐體呈圓臺型。
[0019]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1、制備過程中，將均勻攪拌的重塑土泥漿倒入土樣成形桶，同時通過智能顯示控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)負(fù)壓值來間接改變真空度以制備不同固結(jié)度需求的重塑土樣；2、設(shè)備共設(shè)有三個土樣成形桶，可通過智能系統(tǒng)控制，按照需求單桶制土或多桶制土；3、試驗操作安全快捷，僅需將泥漿倒入土樣制備罐、做好密封措施、打開開關(guān)即可完成操作；4、土樣成形桶采用鋼化玻璃外筒，使試驗全程可視。5、試驗取土設(shè)備采用整體取土，減少拆模時對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的擾動，同時可根據(jù)需求切取相應(yīng)土樣。本發(fā)明能制備密度均勻的重塑土樣，具有加快制土效率、土樣制備選擇靈活、操作簡便、過程可視化及智能化等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020]圖1是土樣成形桶示意圖。
[0021]圖2是土樣成形桶的主視圖。
[0022]圖3是土樣成形桶的俯視圖。
[0023]圖4是土樣成形桶的內(nèi)部俯視圖。
[0024]圖5是壓力水罐示意圖。
[0025]圖6是壓力水罐后視圖。
[0026]圖7是框架箱示意圖。
[0027]圖8是框架箱主視圖。
[0028]圖9是框架箱左視圖。
[0029]圖10是框架箱俯視圖。
[0030]圖11是智能顯示控制系統(tǒng)的主視圖。
[0031]圖12是是智能顯不控制系統(tǒng)的后視圖。
[0032]圖13是真空栗的示意圖。
[0033]圖14是取土設(shè)備的示意圖。
[0034]圖15是設(shè)備原理示意圖。
[0035]圖16是設(shè)備主視圖。
[0036]圖17是設(shè)備左視圖。
[0037]圖18是設(shè)備俯視圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0039]參照圖1?圖18，一種多聯(lián)通道重塑土智能成形及取土設(shè)備，包括至少兩個土樣成形桶、一個真空水罐、一個真空栗、一套取土器和一套智能控制系統(tǒng)；
[0040]所述土樣成形桶包括外殼和密封蓋，所述外殼內(nèi)為供待成形土樣放置的桶體，所述桶體上端安裝所述密封蓋，所述桶體的底部設(shè)有透水石排水層，所述透水石排水層的上部覆蓋過濾網(wǎng)，所述桶體底端開有與真空水罐連通的排水孔，所述桶體內(nèi)壁安裝用于感應(yīng)土樣成形桶內(nèi)負(fù)壓的負(fù)壓感應(yīng)器；
[0041]所述真空水罐包括罐體和上端蓋，所述上端蓋密封安裝在罐體的頂部，所述罐體的底部設(shè)有排水口，所述排水口與排水管道連接，所述排水管道上安裝可調(diào)節(jié)閥門；所述罐體外側(cè)中部入水口通過排水通道與所述土樣成形桶的排水孔連接，所述上端蓋開有通孔，所述通孔與真空管道的一端連接，所述真空管道的另一端與所述真空栗連接，所述罐體內(nèi)安裝用于感應(yīng)真空水罐內(nèi)部壓力值的壓力傳感器與用于感應(yīng)真空水罐內(nèi)部水位的水位傳感器；
[0042]所述負(fù)壓感應(yīng)器、壓力傳感器和水位傳感器均與所述智能控制系統(tǒng)連接，所述智能控制系統(tǒng)包括用于接收所述負(fù)壓傳感器的信號并轉(zhuǎn)換為真空度的土樣制備桶真空度測量模塊、用于接收真空水罐水位傳感器的信號并與預(yù)設(shè)報警閾值比較后選擇性發(fā)出告警信號并向所述可調(diào)節(jié)閥門發(fā)送放水指令的真空水罐水位監(jiān)測模塊，以及，用于通過調(diào)節(jié)所述真空水栗控制真空水罐的壓力，使得當(dāng)前負(fù)壓傳感器的信號保持于預(yù)設(shè)實驗值的智能控制豐旲塊。
[0043]進(jìn)一步，所述智能控制系統(tǒng)還包括用于將所述真空度、壓力值和水位值進(jìn)行實時顯示的數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊與顯示屏連接。
[0044]本實施例中，所述土樣成形桶為鋼化玻璃外殼6，所述土樣成形桶的頂部開口處安裝六旋鈕密封蓋3，所述旋鈕密封蓋3上設(shè)有弧形把手1，所述旋鈕密封蓋3上設(shè)有安全閥2，所述旋鈕密封蓋3上設(shè)有排氣閥4 ;所述土樣成形桶的底部設(shè)有透水