本發(fā)明涉及一種土工試驗(yàn)裝置，特別涉及一種不同深度的土壤含水率的測(cè)定裝置。

背景技術(shù)：

含水率是土的三相基本物理指標(biāo)之一，且對(duì)巖土體性質(zhì)影響十分明顯，其數(shù)值的快捷確定對(duì)確定巖土物理力學(xué)性質(zhì)有著非常重要的意義。

建筑材料中的土在使用前通常進(jìn)行含水率的測(cè)定，其方式是將稱(chēng)量的土樣和容器放入105±5℃的烘箱中烘干至恒重，然后再次稱(chēng)量烘干后的土樣和容器，記錄數(shù)據(jù)后，通過(guò)公式計(jì)算出土樣的含水率。以此方式做兩次測(cè)定，最后以?xún)纱螠y(cè)定結(jié)果的平均值作為土樣含水率的測(cè)定值。這種方法耗時(shí)費(fèi)力，完成一次測(cè)定一般需要8個(gè)小時(shí)左右。炒干法的測(cè)定步驟與上述方法大致相同，在操作形式上要用小鏟不斷地翻拌土樣。這種方法能把測(cè)定時(shí)間縮短至30分鐘左右，但是仍然擺脫不了烘干設(shè)備的使用，同時(shí)也存在著消耗能源的缺陷。此外，測(cè)定含水率的方法有酒精燃燒法、比重法和實(shí)容積法，但是都存在操作繁瑣。

公開(kāi)號(hào)為205538541U的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種便攜式土樣含水率測(cè)定儀。該設(shè)備包括箱體，箱體內(nèi)分別安裝有稱(chēng)重器和烘干器，稱(chēng)重器上設(shè)置有質(zhì)量讀數(shù)顯示器，稱(chēng)重器上設(shè)置有置物盒一，烘干器上設(shè)置有置物盒二；還包括一個(gè)轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿一端與置物盒一連接，轉(zhuǎn)桿另一端與置物盒二連接。本實(shí)用新型攜帶方便、一體化操作便捷、精度較高；將稱(chēng)重、顯示、烘干一體化，減去人為誤差同時(shí)提高效率方便使用。

公開(kāi)號(hào)為103592248A的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種土壤含水率的比色測(cè)定方法，以0.1～30g/L六水氯化鈷的有機(jī)溶液為顯色劑浸提待測(cè)土壤樣品，去除固體物質(zhì)，得待測(cè)溶液，在380～680nm的波長(zhǎng)下，測(cè)定上述待測(cè)溶液的吸光度；根據(jù)上步所得吸光度在已建立的吸光度-土壤含水率標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查找對(duì)應(yīng)的土壤含水率；或者將上步所得吸光度代入到已建立的吸光度-土壤含水率標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程，求得對(duì)應(yīng)的土壤含水率。本發(fā)明的測(cè)水分方法不受土壤種類(lèi)、成分、容重、擾動(dòng)等的影響，誤差可控制在2％以下，是一種普適性土壤墑情檢測(cè)方法；既適用于在野外現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)，也適用于實(shí)驗(yàn)室快速測(cè)定土樣水分。

公開(kāi)號(hào)為205538541U的中國(guó)專(zhuān)利雖然方便攜帶、一體化操作便捷、精度較高；將稱(chēng)重、顯示、烘干一體化，減少人為誤差同時(shí)提高效率方便使用，但是仍然存在能源消耗，且存在安全隱患。公開(kāi)號(hào)為103592248A的中國(guó)專(zhuān)利雖不受土壤種類(lèi)、成分、容重、擾動(dòng)等的影響，誤差可控制在2％以下，是一種普適性土壤墑情檢測(cè)方法；既適用于在野外現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)，也適用于實(shí)驗(yàn)室快速測(cè)定土樣水分而且檢測(cè)精度高、能測(cè)定低含水率的土樣，但是其需要后期進(jìn)行土樣吸光度值的讀取，還需要后面的算式代換，可能造成不必要的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有含水率測(cè)定方法不易攜帶、步驟繁瑣等問(wèn)題，提出了一種可測(cè)量不同深度地層的土壤含水率的便攜式土壤含水率測(cè)定儀。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種便攜式土壤含水率測(cè)定儀，包括透明中空本體1、透明移動(dòng)管套2、與透明移動(dòng)管套密切配合的中空活塞桿4及錐形插件3，所述的錐形插件3與中空本體1的下端成水密封固定連接，所述的移動(dòng)管套2可脫卸地固定在中空本體1遠(yuǎn)離錐形插件3的一方，所述的中空活塞桿的端部設(shè)阻止所述的中空活塞桿向錐形插件方向移動(dòng)的限制環(huán)，所述移動(dòng)管套壁面設(shè)有豎直刻度，所述的中空本體1與錐形插件3連接的一端開(kāi)設(shè)有樣品通口5，所述的移動(dòng)管套2的底端超過(guò)所的樣品通口5最低處，所述中空活塞桿靠近錐形插件的一端的端面設(shè)在所述的樣品通口5最高處的上方；所述的錐形插件上端部開(kāi)設(shè)有吸水反應(yīng)劑貯存槽6，底端成錐形，所述的吸水反應(yīng)劑貯存槽上端口與所述的中空本體成水密封緊密連接。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述吸水反應(yīng)劑為碳化鈣。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述透明中空本體1、透明移動(dòng)管套2均為透明有機(jī)玻璃。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述的吸水反應(yīng)劑貯存槽上端口設(shè)有固定移動(dòng)管套的擋塊7。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述中空活塞桿4選用輕質(zhì)材料制成，使其重量盡可能輕。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的簡(jiǎn)易便攜式土壤含水率測(cè)定儀，結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，將測(cè)定儀采用靜壓法壓入地層，以測(cè)量不同深度地層的含水率而且整個(gè)儀器體積小，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需使用能源和烘干設(shè)備。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明簡(jiǎn)易便攜式土壤含水率測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明簡(jiǎn)易便攜式土壤含水率測(cè)定儀剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-中空本體，2移動(dòng)管套，3-錐形插件，4-中空活塞桿，5-樣品通口，6-吸水反應(yīng)劑貯存槽，7-擋塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖1-2和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。

本發(fā)明為一種便攜式土壤含水率測(cè)定儀，包括透明中空本體1，透明移動(dòng)管套2、與透明移動(dòng)管套密切配合的中空活塞桿4及錐形插件3，所述的錐形插件3與中空本體1的下端成水密封固定連接，所述的移動(dòng)管套2可脫卸地固定在中空本體1遠(yuǎn)離錐形插件3的一方，所述的中空活塞桿的端部設(shè)阻止所述的中空活塞桿向錐形插件方向移動(dòng)的限制環(huán)，所述移動(dòng)管套壁面設(shè)有豎直刻度，所述的中空本體1與錐形插件3連接的一端開(kāi)設(shè)有樣品通口5，所述的移動(dòng)管套2的底端超過(guò)所的樣品通口5最低處，所述中空活塞桿靠近錐形插件的一端的端面設(shè)在所述的樣品通口5最高處的上方；所述的錐形插件上端部開(kāi)設(shè)有吸水反應(yīng)劑貯存槽6，底端成錐形，所述的吸水反應(yīng)劑貯存槽上端口與所述的中空本體成水密封緊密連接；所述吸水反應(yīng)劑為碳化鈣；所述透明中空本體1、透明移動(dòng)管套2均為透明有機(jī)玻璃；所述的吸水反應(yīng)劑貯存槽上端口設(shè)有固定移動(dòng)管套的擋塊7；所述中空活塞桿4選用輕質(zhì)材料制成。

本發(fā)明具體操作為：

(1)在吸水反應(yīng)劑貯存槽6中加入足量的吸水反應(yīng)劑(其主要成份為磨細(xì)碳化鈣和粉煤灰分散劑構(gòu)成)并填平整，再將錐形插件3與中空本體1螺紋連接固定，將移動(dòng)管套2固定在中空本體1中，移動(dòng)管套與擋塊7配合恰好接觸到吸水反應(yīng)劑上表面。

(2)將測(cè)定儀壓至指定深度地層，利用移動(dòng)管套2上端的圓珠帶動(dòng)移動(dòng)管套向外側(cè)拉動(dòng)，使足量或稍過(guò)量的土壤樣品從樣品通口5進(jìn)入移動(dòng)管套2內(nèi)部。

(3)待土壤樣品充滿(mǎn)移動(dòng)管套2與中空活塞桿4組成的腔室，立刻往下壓移動(dòng)管套2直至與擋塊7配合恰好接觸到吸水反應(yīng)劑上表面，關(guān)閉移動(dòng)管套，此時(shí)中空活塞桿4受到土壤的擠壓產(chǎn)生一個(gè)微小的向上的位移，立刻讀取移動(dòng)管套豎直刻度讀數(shù)記為X₁，待吸水劑吸收待測(cè)土中的水充分反應(yīng)，因土壤中水分較少，反應(yīng)不會(huì)像在純水中那樣劇烈，能夠快速產(chǎn)生乙炔氣體，氣體導(dǎo)致體積膨脹中空活塞桿4產(chǎn)生向上位移，進(jìn)行讀數(shù)記為X₂，計(jì)算出位移ΔX＝X₂-X₁，然后根據(jù)PV/T＝C(常數(shù))，計(jì)算出氣壓數(shù)值，然后再由已知的氣態(tài)方程確定氣體壓力同含水率之間的關(guān)系，通過(guò)氣態(tài)方程式換算出含水率的數(shù)值，進(jìn)而確定含水率。為提高測(cè)量精度，可重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，取平均值。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述的錐形插件3與中空本體為可拆卸的螺紋連接，當(dāng)需要更換吸水反應(yīng)劑時(shí)，可拆下錐形插件3進(jìn)行更換，十分方便。

以上所述實(shí)施方法僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明專(zhuān)利所舉的較佳的實(shí)施，本專(zhuān)利的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本專(zhuān)利的基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍之內(nèi)。本專(zhuān)利的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。