專利名稱：毛細(xì)水上升高度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與水文地質(zhì)專業(yè)研究中的毛細(xì)水上升高度和毛細(xì)飽和 帶水的運(yùn)移、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的測定儀有關(guān)。
技術(shù)背景
松散巖土中細(xì)小的孔隙通道構(gòu)成毛細(xì)管，因此在地下水面以上的包 氣帶中廣泛存在毛細(xì)水。
毛細(xì)水的產(chǎn)生與液體表面張力有關(guān)，任何液體都有力圖縮小其表面 的趨勢。 一個(gè)液滴總是力求成為球狀，因?yàn)榍驙钍峭蝗莘e的液體表面 最小的形狀。液體表層如蒙蓋著一層拉緊的彈性薄膜，表層分子彼此拉 得很緊。由于表面張力的作用，水從地下水面沿著細(xì)小的孔隙通道上升 到一定的高度。
最大毛細(xì)水上升高度與毛細(xì)管直徑成反比，顆粒越細(xì)小的巖土其毛 細(xì)管直徑越小，毛細(xì)水的上升高度也越大，如粗砂最大毛細(xì)上升高度為 2 5cm，中砂為10 20cm ，細(xì)砂為20 30cm，粘土為200 400cm。
研究毛細(xì)水最關(guān)心的是最大毛細(xì)水上升高度，如我國北方干旱地區(qū) 的土壤鹽漬化就是由于土壤中的最大毛細(xì)上升高度大于地下水埋深(地 面至地下水面的距離)地下水通過土壤中的毛細(xì)管上升至地表通過蒸發(fā) 排泄，排走水分，在地表留下水中的鹽分，使土壤鹽漬化，不能耕作， 為治理土壤鹽漬化就需要降低地下水位，使地下水埋深小于土壤的最大 毛細(xì)上升高度。又如在計(jì)算地基(道路路基，機(jī)場跑道的墊層等)承載 力時(shí)，也要考慮毛細(xì)水最大上升高度是否達(dá)到地基墊層，同樣性質(zhì)巖土 墊層，含水量不同時(shí)，其力學(xué)強(qiáng)度有很大差異，此外毛細(xì)水還可以被植 物根系吸收。因此，毛細(xì)水上升高度也是水文地質(zhì)專業(yè)研究的重要內(nèi)容 之一。
目前尚無專用毛細(xì)水上升高度測定儀，采用人工測量巖石樣品的毛 細(xì)水上升高度費(fèi)工、費(fèi)力。實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單、直觀、省力，操作使 用方便的毛細(xì)水上升高度測定儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的-
本實(shí)用新型毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在于包括底座，置于底 座上的安裝支架，位于安裝支架內(nèi)的裝在底座上的水槽，位于水槽中的 溢流板將水槽分為供水槽和帶底部排水口的溢流槽，供水瓶裝在安裝支 架上且下部供水管一端伸入供水槽中，供水瓶供水管端裝有控制閥，至 少一個(gè)測定管裝在安裝支架上且底部伸入供水槽中，測定管底部有供水 腔，置于供水腔頂部且低于供水槽頂部的透水板，供水腔側(cè)壁上有與供 水槽相通的進(jìn)水孔，測定管位于透水板頂部的豎向壁上有刻度。
上述的測定管為一個(gè)。
上述的測定管為二個(gè)。
上述的測定管為三個(gè)。
上述的毛細(xì)水上升高度測定儀，底座上有毛細(xì)水運(yùn)移供水槽，伸入 毛細(xì)水運(yùn)移供水槽的觀察毛細(xì)水運(yùn)移的長管和短管，可進(jìn)行毛細(xì)飽和帶 毛細(xì)水的運(yùn)移實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)用新型工作時(shí)
1、 測定巖土最大毛細(xì)水上升高度；將待測試樣分多次、少量地裝 入測定管中并不斷拍打管壁，裝滿為止(如采用二個(gè)或三個(gè)測定管則將 二種或三種不同的試樣各自均勻、密實(shí)地裝入測定管中)。打開供水瓶 上的控制閥，水不斷進(jìn)入供水槽中并保持試驗(yàn)過程中供水槽中水面高度 恒定不變(測定管上的刻度O點(diǎn)與供水槽中水面高度相等，多余水通過 溢流板進(jìn)入溢流槽從底部排水口排出)，再將裝好試樣的測定管放入供 水槽，水通過測定管上的進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水腔通過透水板進(jìn)入被測試樣中
(測定管中透水板高度低于供水槽中水面lcm)，從而可測出被測試樣的 最大毛細(xì)水上升高度。
2、 毛細(xì)飽和帶水的運(yùn)移實(shí)驗(yàn)；①將試樣(如該試樣的最大毛細(xì)水 上升高度約為15cm)均勻密實(shí)地裝入長、短管(如長管長20cm、短管 長10cm)中與管口平齊；②長管飽水；將長管垂直緩慢地浸入毛細(xì)水運(yùn) 移供水槽中(如供水槽中水深10cm)，注意毛細(xì)水運(yùn)移供水槽中水面不 得超過管上口，使其充分飽水后(此時(shí)毛細(xì)飽水帶的高度約為20cm，高于該試樣的最大毛細(xì)水上升高度15cm，約有5cm高度的毛細(xì)水將轉(zhuǎn)化成 重力水)提起，擦干外壁，使其在重力作用下滴水，其中滴出的水為毛 細(xì)水轉(zhuǎn)化成的重力水；③短管飽水，將短管垂直緩慢地浸入毛細(xì)水運(yùn)移 供水槽中，充分飽水后(此時(shí)毛細(xì)飽水帶的高度為10cm，低于該試樣的 最大毛細(xì)水上升高度15cm)，擦干外壁，短管不滴水，④待長管停止滴 水后，將長管下口放在短管的上口上，使其緊密接觸，此時(shí)短管開始滴 水，其原因是長、短管接觸連通后，毛細(xì)飽水帶的高度為長管的最大毛 細(xì)水上升高度加上短管毛細(xì)水上升高度(約為25cm)高于該試樣的最大 毛細(xì)水上升高度(15cm),約有短管毛細(xì)水上升高度(10cm高度)的毛 細(xì)水將轉(zhuǎn)化成重力水排出短管。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，直觀、省力，操作使用方便，如采用多個(gè)測 定管測定不同結(jié)構(gòu)的試樣，就可以研究不同結(jié)構(gòu)的試樣對(duì)最大毛細(xì)水上 升高度及毛細(xì)水運(yùn)移、轉(zhuǎn)化的影響?？蓮V泛應(yīng)用于水文地質(zhì)專業(yè)對(duì)毛細(xì) 水運(yùn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，以解決教學(xué)、科研、生產(chǎn)實(shí)踐中的諸多問題。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為圖1的A部放大圖。
圖4為圖1的B—B剖視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1 圖4，本毛細(xì)水上升高度測定儀，包括底座l，置于底 座上的安裝支架2，位于安裝支架內(nèi)的裝在底座上的水槽3，位于水槽 中的溢流板4將水槽分為供水槽5和帶底部排水口 6的溢流槽7，供水 瓶裝在安裝支架上且下部供水管9 一端伸入供水槽中。供水瓶8的供水 管端裝有控制閥10。三個(gè)測定管11裝在安裝支架上且底部伸入供水槽 中。測定管底部有供水腔12，置于供水腔頂部且低于供水槽頂部的透水 板13，供水腔側(cè)壁上有與供水槽相通的進(jìn)水孔14，測定管位于透水板 頂部的豎向壁上有刻度15。底座上有毛細(xì)水運(yùn)移供水槽16，伸入毛細(xì) 水運(yùn)移供水槽的運(yùn)移長管17，運(yùn)移短管18。
在三個(gè)測定管中分別裝入不同粒徑的巖土，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)可看出顆粒越 細(xì)小的巖土其毛細(xì)水上升高度越大。
權(quán)利要求1、毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在于包括底座，置于底座上的安裝支架，位于安裝支架內(nèi)的裝在底座上的水槽，位于水槽中的溢流板將水槽分為供水槽和帶底部排水口的溢流槽，供水瓶裝在安裝支架上且下部供水管一端伸入供水槽中，供水瓶的供水管端裝有控制閥，至少一個(gè)測定管裝在安裝支架上且底部伸入供水槽中，測定管底部有供水腔，置于供水腔頂部且低于供水槽頂部的透水板，供水腔側(cè)壁上有與供水槽相通的進(jìn)水孔，測定管位于透水板頂部的豎向壁上有刻度。
2、 如權(quán)利要求1所述的毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在于測定 管為一個(gè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在于測定 管為二個(gè)。
4、 如權(quán)利要求1所述的毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在于測定 管為三個(gè)。
5、 如權(quán)利要求1 4之一所述的毛細(xì)水上升高度測定儀，其特征在 于底座上有觀察毛細(xì)水運(yùn)移供水槽，伸入毛細(xì)水運(yùn)移供水槽的觀察毛細(xì) 水運(yùn)移長管和短管。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種毛細(xì)水上升高度測定儀，包括底座，置于底座上的安裝支架，位于安裝支架內(nèi)的裝在底座上的水槽，位于水槽中的溢流板將水槽分為供水槽和帶底部排水口的溢流槽，供水瓶裝在安裝支架上且下部供水管一端伸入供水槽中，供水瓶的供水管端裝有控制閥，至少一個(gè)測定管裝在安裝支架上且底部伸入供水槽中，測定管底部有供水腔，置于供水腔頂部且低于供水槽頂部的透水板，供水腔側(cè)壁上有與供水槽相通的進(jìn)水孔，測定管位于透水板頂部的豎向壁上有刻度。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、直觀、省力，操作使用方便。
文檔編號(hào)G01C5/00GK201311282SQ20082006510
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者胡卸文, 虞修競, 趙志明, 鄭黎明 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)