一种普通量程土壤张力计饱和装置及饱和方法与流程

本发明涉及张力计安装领域，尤其涉及一种普通量程土壤张力计饱和装置及饱和方法。

背景技术：

1、张力计是岩土工程中测量土体基质吸力的重要量测仪器，张力计可直接测量土体基质吸力，相较基质吸力间接法测量效率高、精确度高，张力计在使用前需要充分饱和，饱和的意思即为把陶土头孔隙内和传感器引压孔内的空气全部排出而只充满无气水，张力计饱和性能的好坏直接决定了基质吸力测量效果，因此，张力计饱和过程对于张力计的有效使用至关重要，对于土体中基质吸力的准确测量意义重大。

2、张力计根据量程可分为普通量程张力计和高量程张力计，普通量程张力计的测量范围为0~1bar（或0~100kpa），高量程张力计的测量范围通常大于1bar（或大于100kpa），虽然中国专利cn103940975a和cn 115615878a公开了用于高量程张力计的饱和装置，但由于高量程张力计和普通量程张力计的饱和原理具有根本的不同：高量程张力计需要经过初始真空饱和和预压循环稳定两个阶段，而普通量程张力计只需抽真空饱和，如果采用高量程张力计饱和装置来饱和普通量程张力计，则会费时费力，步骤非常繁琐，本发明提出的张力计饱和装置及组装方法针对的对象为分体式普通量程张力计，分体式普通量程张力计由中国专利cn103033447b首次公开，近些年来逐渐发展成为非饱和土试验测量基质吸力的主流张力计。

3、现有普通量程张力计饱和装置通常由饱和缸、饱和器皿、无气水制备装置等组成，现有分体式张力计通常由压力传感器和带陶土头的顶帽组成，压力传感器顶端带有外螺纹引压接头，张力计顶帽后端设置有内螺纹的螺丝孔与压力传感器顶端引压接头的外螺纹相匹配，顶帽前端安装有陶土头，现有普通量程张力计饱和组装过程如中国专利cn103033447b，所述：首先把张力计和顶帽分离拆开，把张力计和顶帽均放置在饱和器皿中，饱和器皿放置于没有水的饱和缸中进行抽真空，抽真空一段时间后向饱和缸内注入无气水，无气水通过无气水制备装置单独制备，注入的无气水要淹没装有张力计和顶帽的饱和器皿，注入无气水后的饱和缸继续抽真空一段时间，然后关闭真空泵，打开饱和缸，手工在水下把顶帽拧在张力计前端引压接头上进行组装，张力计饱和组装完毕。

4、现有普通量程张力计饱和方案有四个缺陷：

5、第一，现有张力计饱和装置需要单独制备无气水然后使用，并且使用饱和缸、无气水制备装置，然后在饱和缸进行抽真空饱和，并需人工在水下进行安装，操作复杂，自动化程度低；

6、第二，现有张力计饱和装置在张力计组装时是在无真空状态下进行的，无法避免气泡在组装过程中进入，从而减弱饱和效果，降低饱和成功率；

7、第三，现有张力计饱和装置无法长期储存饱和好的张力计；

8、第四，现有张力计饱和装置每次只能饱和组装一个张力计。

9、因此，有必要提供一种普通量程土壤张力计饱和装置解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种普通量程土壤张力计饱和装置及饱和方法，解决了现有普通量程分体式张力计的饱和方案自动化程度低，不能在完全真空状态下进行张力计组装的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的一种普通量程土壤张力计饱和装置，包括：

3、饱和装置，所述饱和装置的内部设置有水腔，所述饱和装置的顶部设置有上顶盖；

4、丝杆，所述丝杆设置于所述饱和装置的左侧，所述丝杆的一端连接有第二防水轴承，所述第二防水轴承的一端连接有套筒，所述套筒的内部设置有张力计顶帽，所述张力计顶帽的表面连接有多个凸起肋条，所述套筒的一端开设有与所述凸起肋条相适配的套筒凹槽，所述套筒的表面且位于多个所述套筒凹槽之间开设有进水圆孔；

5、张力计，所述张力计设置于所述饱和装置的右侧，所述张力计表面的上下两侧分别设置有第一紧固件和第二紧固件。

6、优选的，所述饱和装置底部的左右两侧均连接有支撑架，两个所述支撑架之间连接有支撑板。

7、优选的，所述支撑板表面的中心位置安装有电机，所述电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆，所述转动杆的顶部连接有扇叶。

8、优选的，所述饱和装置与所述转动杆之间设置有第一防水轴承。

9、优选的，所述饱和装置底部的左侧设置有进/排水阀门，所述上顶盖内部的左右两侧均设置有螺丝孔，所述上顶盖内部的中间位置设置有真空进/排水阀门。

10、优选的，所述饱和装置与所述上顶盖之间设置有密封圈。

11、优选的，所述丝杆的一端连接有旋转手柄。

12、优选的，所述饱和装置与所述上顶盖之间设置有推动装置，所述推动装置包括底座，所述底座的表面安装有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的顶部连接有连接块，所述上顶盖的底部连接有环形密封圈，所述饱和装置的顶部开设有与所述环形密封圈相适配的密封槽。

13、优选的，所述上顶盖与所述环形密封圈之间设置有拆卸组件，所述拆卸组件包括拆卸块，所述上顶盖的底部开设有与所述拆卸块相适配的拆卸槽。

14、一种普通量程土壤张力计饱和装置的饱和方法，包括以下步骤：

15、s1、首先把张力计从饱和装置侧壁放入饱和装置侧壁开设的孔洞内，张力计前端的引压接头要伸入到饱和装置的水腔内，然后在饱和装置侧壁安装第一紧固件和第二紧固件，使张力计固定于饱和装置侧壁上，通过内置于第一紧固件和第二紧固件内的密封圈来保证张力计四周的密封性，防止漏气漏水；

16、s2、将张力计顶帽放置于丝杆前端的套筒内，使张力计顶帽上的四根凸起肋条刚好能插入套筒的四个套筒凹槽内，致使张力计顶帽能固定于套筒内而不发生径向移动，只能随套筒一起在丝杆轴向前进或后退；

17、s3、安装饱和装置上顶盖，使整个水腔呈密闭状态，真空泵接口接真空泵，进/排水阀门接水源，关闭进/排水阀门；

18、s4、打开真空进/排水阀门，启动真空泵抽真空30分钟；

19、s5、保持抽真空的同时打开进/排水阀门，抽入纯净水，使水位浸没扇叶，但是水位低于张力计和张力计顶帽下表面；

20、s6、关闭进/排水阀门，启动电机，带动扇叶旋转，搅拌水腔内水体，抽出水体内气泡，此阶段维持30分钟；

21、s7、在扇叶转动的同时打开进/排水阀门，使水位升高淹没张力计及张力计顶帽上表面2~5cm，继续抽真空30分钟，此过程可保证在真空下无气水充满张力计引压孔及顶帽内；

22、s8、抽真空状态下，旋转手柄旋进丝杆向前移动，使张力计顶帽到达饱和装置对面张力计前端引压接头，继续转动旋转手柄使张力计顶帽完全在张力计前端引压接头处螺纹连接紧密，张力计饱和组装完毕；

23、s9、关闭电机，关闭真空泵，打开进/排水阀门，排出水腔内水体；

24、s10、拧开第二紧固件，从饱和装置侧壁取出张力计待用。

25、与相关技术相比较，本发明提供的一种普通量程土壤张力计饱和装置具有如下有益效果：

26、本发明提供一种普通量程土壤张力计饱和装置，集成无气水制备、张力计饱和、张力计组装、张力计储存于一体，可直接注入纯净水进行使用，不需要单独制备无气水，自动化程度高，减小了人为因素的影响，快捷简便，可操作性强，全过程的饱和与张力计组装均在真空状态下进行，避免了饱和组装全过程中气泡的影响，大大提高了张力计充分饱和成功率，可以长期在此装置中储存饱和好的张力计待用，此装置可以同时饱和组装多个张力计。