能夠預抽真空提高式樣飽和度的粗粒大三軸儀脫氣罐，設有一個剛性罐體，大脫氣罐通過脫氣閥Ⅲ與真空泵連接、底部通過飽和閥與粗粒土大三軸儀的壓力室連接，特征是剛性罐體采用密封的剛性材料罐體。優化方案在大脫氣罐與真空泵之間設置有緩沖罐，緩沖罐也是密封剛性材料罐體，緩沖罐與脫氣罐通過閥門及管道連接，空氣泵經過緩沖罐與脫氣罐連接。本實用新型專利技術可作為巖土工程試驗專用裝置的補充，可用于粗顆粒土三軸壓縮試驗中自然水頭飽和法操作前脫氣水的制造，確保大脫氣罐中空氣被抽真空去除。達到提高體變量測精度的目標。本實用新型專利技術制造脫氣水的效果好，根據粗粒土試驗規程推薦的值試驗的試驗結果，堆石料飽和度能夠達到95%-97%。
【技術實現步驟摘要】
本技術設及一種脫氣罐，具體設及一種能夠預抽真空提高式樣飽和度的粗粒 大=軸儀(全稱為微機控制電液伺服1500KN靜態=軸試驗機）脫氣罐。
技術介紹
粗粒±大=軸儀通過千斤頂施加垂直向荷載，能夠對放在=軸壓力室內的、由 ±，砂，堿石按規定組成的圓柱型試樣，進行靜態試驗，研究其靜力力學性質。 體變指試樣受力后體積改變量除W試樣的原體積的比值，是粗粒±大=軸試驗過 程中兩個最重要指標之一(另一個是軸力)，試驗中需要盡可能精確量測。為此，試樣要盡可 能飽和，也就是說理論上試樣內孔隙要全部被水充滿而不含空氣。固結排水試驗中試樣包 裹在乳膠膜內，上、下兩端用乳膠管分別扎緊在上、下鋼透水石上。試驗前通過向試樣孔隙 里充滿水來飽和。試驗中，試樣孔隙體積被壓縮了多少毫升，就有多少毫升的水通過試樣上 端的透水石上的排水管被擠出，排到反壓罐中，導致反壓罐中浮球式傳感器中的浮球隨水 位上升。浮球式傳感器的水位值，被轉換為電子信號，由電腦中控制軟件計算并顯示在屏幕 上，并記錄在電腦硬盤文件中。S軸試驗要求試樣的孔隙充滿水，現有技術(例如，廠家的說明書）中有如下A、B、 CS種方法；[000引A、自然飽和法 (1)打開脫氣罐供水閥將脫氣水罐注滿水。 口）將排水管與上孔壓閥相連，打開飽和閥、下孔壓閥、上孔壓閥，試樣開始后，下 孔注水、上孔排水飽和，待上孔的排水管均勻出水數個小時后，認為試樣完成飽 和。[000引B、抽真空飽和法 (1)打開脫氣罐供水閥將脫氣水罐注滿水。 口）開啟真空累，打開脫氣閥1、脫氣閥2、分配閥2、上孔壓閥、下孔壓閥、飽和閥開 始下孔注水、試樣的上孔同時抽真空，待下孔壓與圍壓基本相等時試樣飽和。[001引C、反壓飽和法 (1)反壓控制方式選擇位移控制，鼠標點下、使反壓位移達到10mm; 口）將注水管連接到反壓水缸，打開排氣閥，注滿水后關閉排氣閥，再將反壓水缸 連接到反壓閥； 樹打開反壓閥。將反壓選擇合適的檔位(使用壓力小于本檔滿量程)，將反壓控制 方式切換成反壓控制；在控制軟件中輸入參數，點擊確定按鈕，系統自動加反壓到目標值 (例如；0. 2MPa); 本申請的專利技術人在大S軸實驗中發現，W上S種方法中，方法C反壓飽和法在試 驗時難W控制，因此試驗時幾乎沒有人用，近幾年各單位甚至購入儀器時不買反壓加壓缸 W節省費用；方法B抽真空飽和法在試驗過程中也不好控制，原因是由于試樣內接近真空， 試樣外是標準大氣壓，所w飽和水進入試樣孔隙內流速很快，容易將細顆粒沖走，失去了小 顆粒石塊的保護，使大石塊的尖角直接頂在3-6毫米厚的乳膠膜上，使其易扎破而導致試 驗失敗；方法A自然飽和法因簡單易用，被廣為采用。W上A、B、CS種方法，都需要用脫氣罐中的水來飽和試樣。而自然狀態下自來水 中是有空氣的。證據一，水加熱時有氣泡，說明水中有氣體，當溫度聲高時，氣體的溶解度減 小了，氣體不能溶解在里面，所化會逸出來砸據二魚類和植物能在水中生存，也說明水中 溶有一定的氣體。 水溫一定而溶氣壓力不很高條件下，空氣在水中的溶解平衡可用亨利定律表示 為；V=KTXp 式中：V--空氣在水中的溶解度，L/m3,其中L代表升； KT--溶解度系數，L/kPa.m3,是KT值與溫度的關系如下； 表1不同溫度下空氣在水中的溶解度系數 由上式可見，空氣在水中的平衡溶解量與溶氣壓力成正比，且與溫度有關。水在壓 力下會吸收更多的氣體。我們常喝的汽水，就是在加壓的情況下，使更多的二氧化碳氣體溶 于水。 一定條件下，空氣在水中的實際溶解量與平衡溶解量之比，稱為空氣在水中的飽 和系數。飽和系數的大小與溶氣時間及溶氣罐結構有關。在2~4分鐘的常用溶氣時間內， 空罐為0. 8~0. 7。大氣壓下空氣在水中的平衡溶解量如表2。 表2大氣壓下空氣在水中的平衡溶解量 綜上，大S軸試驗室內配有空調，溫度范圍通常控制在在10~30度之間，因此，水 中含氣量約為1. 8%~1. 2% (即18. 272~12. 032毫升/升）。 ±工試驗規程化237-017-1999對=軸試驗試樣飽和度采用值（即孔隙壓力系數） 試驗來檢查飽和度。根據加拿大AAed大學砂的小=軸試驗(試樣直徑10-15厘米）的經 驗，抽真空后或用純凈蒸饋水飽和后的砂試樣的飽和度能夠達到95%或更高一點，但達不 到100%。而根據申請者值試驗的結果，自然飽和法(不抽真空）堆石料的飽和度通常連90% 也達不到，該是因為試料中一定量的小于1毫米粒徑的細料存在，加上堆石料試樣體積(大 S軸）遠大于砂的的孔隙體積（中、小S軸)。而大S軸試樣如用蒸饋水飽和，因用水量大也 難W實施純凈蒸饋水自然飽和法。由此可見，大=軸試驗的試樣飽和方法有必要改進。[002引現有技術中，大=軸儀的脫氣罐結構中設有一個直徑為12厘米的剛性亞克力材 料的透明罐體，上面的頂蓋、下面的底蓋為鑄鐵材料，頂蓋、底蓋與罐體接觸部位設有0型 圈。頂蓋、底蓋開有通氣孔；該脫氣罐通過閥口與真空累連接，然后該脫氣罐底部通過飽和 閥與粗粒±大=軸儀的壓力室連接。脫氣水的的操作方法為；"脫氣罐注滿水，放置一定時 間"。該種辦法無法消除水龍頭打開后，隨自來水進入到脫氣罐內的水中空氣。而進入脫 氣罐內的水中空氣在對試樣孔隙飽和時，占據一部分孔隙體積，形成一個個的封閉的小氣 泡，因此使該部分孔隙無法被水充填而一直被小氣泡充填，影響試樣的飽和度，進而影響試 驗過程中量測的體變的準確度。另外，飽和過程中往往一罐水不夠，要用3罐水W上，每用 完一罐后要打開自來水籠頭加水時常將籠頭開得很大，自來水流速很快。和將籠頭開得小 一點，慢慢加水相比，滲入了更多的空氣。
技術實現思路
針對上面所述的現有技術中的問題，本技術的目的是提供一種能夠預抽真 空提高式樣飽和度的粗粒大=軸儀脫氣罐，該脫氣罐能夠先對飽和罐中的水預抽真空，將 飽和罐中的水里空氣抽出，制造脫氣水，使用脫氣水飽和能夠使試樣達到更高的飽和度，同 時，該罐體積是原飽和罐體積的15倍多，飽和過程基本不用二次往飽和罐中補水。上述方 法有效保證了飽和罐中水中含氣泡量極小，從而提高了大=軸試驗過程量測到的試樣體積 變化量的準確度。 完成上述專利技術任務的技術方案是，一種能夠預抽真空提高式樣飽和度的粗粒大= 軸儀脫氣罐，該脫氣罐中設有一個體積較大的剛性罐體作為脫氣罐，該大脫氣罐通過脫氣 閥III與真空累連接；該大脫氣罐底部通過飽和閥與粗粒±大=軸儀的壓力室連接，其特征 在于，所述剛性罐體采用密封的大體積剛性罐體（即，用大體積罐體取代原來的小體積罐 體，并取消現有技術脫氣罐頂部開有的通氣孔，或在一般情況下，W閥口關閉該通氣孔)。換 言之，該脫氣罐中設有一個剛性罐體，該脫氣罐通過脫氣閥III與真空累連接；該脫氣罐底部 通過飽和閥與粗粒±大=軸儀的壓力室連接，其特征在于，所述剛性罐體采用密封的剛性 透明的亞克力材料的罐體。 大=軸試驗的試樣時要求孔隙被水充滿，在固結或排水剪試驗過程中，試樣孔隙 中的水排出多少毫升，試樣體積就被壓縮了多少毫升(立方厘米)。因此，試樣要求完全飽 和，也就是說試樣內孔隙要盡可能被不含空氣的飽和水充滿。現有技術的儀器系統采用"脫 氣罐注滿水，放當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種能夠預抽真空提高式樣飽和度的粗粒大三軸儀脫氣罐，設有一個剛性罐體作為脫氣罐，該脫氣罐通過脫氣閥Ⅲ與真空泵連接；該脫氣罐底部通過飽和閥與粗粒土大三軸儀的壓力室連接，其特征在于，所述剛性罐體采用密封的剛性透明的亞克力材料的罐體。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫大偉，李哲群，李順波，張國棟，王康平，程潤喜，
申請(專利權)人：三峽大學，
類型：新型
國別省市：湖北;42
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