一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，特別涉及一種采用低粘滯性的混合液體配制而成的透明土中孔隙溶液的回收技術(shù)和操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于傳統(tǒng)土體的非透明性，不可能連續(xù)觀測到土體內(nèi)部任意點(diǎn)的變形情況，然而隨著透明土的出現(xiàn)及其在巖土工程物理模擬試驗(yàn)中的應(yīng)用，使得觀測內(nèi)部的土體變形和土體內(nèi)部構(gòu)筑物的變形成為可能。透明土是由透明的固體顆粒和折射率相匹配的孔隙溶液組成，當(dāng)前學(xué)術(shù)文獻(xiàn)記載的組成透明土的所用固體顆粒和孔隙溶液如圖1所示。透明土已被用來研究一些巖土工程中的機(jī)理問題，如滲流、淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)等。之后，為了研究透明土體-結(jié)構(gòu)物間的相互作用，又發(fā)展了一個非侵入測量透明土內(nèi)部變形的系統(tǒng)。因此，透明土在工程機(jī)理的研究中已起到不可替代的作用。
[0003]在透明土的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中，最難的是如何配置透明性較好的透明土，它的配制過程一般相當(dāng)緩慢。從圖5中可以看出，所用的配制透明土的孔隙溶液(除家族3外)均是由2種化學(xué)用油按照一定的質(zhì)量比或體積比配制而成的，化學(xué)用油的密度一般均小于水體的密度。當(dāng)前市場中，單位重量的固體顆粒的價格不足單位重量孔隙溶液價格的十分之一，故透明土的配制價格是由孔隙溶液的價格決定的，另外，透明土是一次性的，不具備多次使用的特性，故當(dāng)前使用透明土的成本居高不下。因此，如果能夠重新回收利用試驗(yàn)完畢后的透明土中的孔隙溶液將會降低透明土實(shí)驗(yàn)的成本。然而，目前在透明土的試驗(yàn)過程中，還沒有一種有效的回收再利用透明土中孔隙溶液的設(shè)備或方法。
[0004]因此，目前亟需尋求一種即能降低實(shí)驗(yàn)成本，又能循環(huán)利用透明土中孔隙溶液的快速回收裝置或方法顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是克服上述缺陷，提供一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置及操作方法。
[0006]一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置，包括:厚壁容器、密封圈、受力盤、導(dǎo)管和孔隙溶液容器；厚壁容器是透明的，密封圈與受力盤緊密牢固連接，壓入到厚壁容器后與厚壁容器內(nèi)側(cè)呈封閉接觸，可在豎向壓力下沿厚壁容器內(nèi)側(cè)滑動；受力盤中開設(shè)溢出口，溢出口直接與導(dǎo)管連接，導(dǎo)管的另一端深入到孔隙溶液容器內(nèi)。
[0007]一種快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，包括以下的步驟:
[0008]步驟一、松動已在透明土容器中配制好的透明土，使其處于松散狀態(tài)；
[0009]步驟二、將松散狀態(tài)的透明土倒入厚壁容器中，并倒入相同體積的蒸餾水；
[0010]步驟三、采用微型攪拌器攪拌透明土與蒸餾水的混合體，使透明土中的孔隙溶液懸浮上升，蒸餾水和透明土固體顆粒下沉；
[0011]步驟四、連接好帶有溢出口的受力盤和密封圈，溢出口連接好導(dǎo)管，并插入到盛有透明土的厚壁容器內(nèi)；
[0012]步驟五、當(dāng)受力盤與孔隙溶液表面接觸后，施加豎向壓力，孔隙溶液則通過溢出口和導(dǎo)管逐步轉(zhuǎn)移到孔隙溶液容器中；
[0013]步驟六、當(dāng)受力盤剛好接觸蒸餾水后停止施加豎向壓力；
[0014]步驟七、采用蒸餾法對孔隙溶液進(jìn)行分離，完成透明土中孔隙溶液的回收。
[0015]作為優(yōu)選，步驟一中:透明土中的孔隙溶液是由兩種折射率不同的油體混合而成的，一種油體的折射率大于固體顆粒的折射率，另一種油體的折射率小于固體顆粒的折射率，各液體的密度小于蒸餾水的密度，且不與蒸餾水相溶。
[0016]作為優(yōu)選，步驟五中:豎向壓力即可以通過機(jī)械施加，也可以人工控制施加。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)中所配置的透明土在使用完畢后進(jìn)行分離，將配置的透明土的原材料分別提取出來，使得透明土的原材料得到了回收再利用，大大避免了材料浪費(fèi)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。
[0019]本發(fā)明在對透明土中孔隙溶液回收的同時，也間接地把透明土中的固體顆粒分離出去，使其也可得到回收再利用，進(jìn)一步避免了材料浪費(fèi)，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本。
[0020]采用本發(fā)明所回收的孔隙溶液可以直接作為下一個透明土模型制作，無需再次重新配置折射率相匹配的孔隙溶液，節(jié)省了配制透明土的時間。
[0021]可對本發(fā)明所回收的孔隙溶液進(jìn)行蒸餾分離，將孔隙溶液中的各混合液體逐個分離出去，即可用于新的孔隙溶液的制配，也可用于其它實(shí)驗(yàn)的需要，使得實(shí)驗(yàn)材料得到重新和充分利用。
【附圖說明】
[0022]圖1是快速回收透明土中孔隙溶液的裝置；
[0023]圖2是圖1中的A-A截面示意圖；
[0024]圖3是密封圈和受力盤的連接剖面詳圖；
[0025]圖4是透明土固體顆粒和孔隙溶液的分離示意圖。
[0026]圖5是透明土的組成示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:1 一固體顆粒；2—顆粒容器；3—滑行槽；4一滑動開孔盤；5—多球軸承；6—固定軌道；7 —圓柱孔；8—固定開孔盤；9一圓錐孔；10—孔隙溶液；11 一透明土容器；12—棱形側(cè)壁；13—溶液出口 ；14—溶液導(dǎo)槽；15—螺桿；16—凹扣；17—凸扣；18—底部支座；19一螺栓；20—螺桿孔；21—旋轉(zhuǎn)桿。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合較佳實(shí)施例進(jìn)行描述，但應(yīng)知道，并不表示本發(fā)明限制在所述實(shí)施例中。相反，本發(fā)明將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的替換物、改進(jìn)型和等同物。
[0029]參照圖1，一種快速回收透明土中孔隙溶液4的裝置是由厚壁容器1、密封圈5、受力盤6、導(dǎo)管9和孔隙溶液容器10組成的。采用有機(jī)玻璃制作直徑=200mm、高度=400mm、壁厚=20mm的半開口厚壁容器1，采用有機(jī)玻璃制作外徑=10mm，內(nèi)徑=8mm、長度=700mm的導(dǎo)管9，將導(dǎo)管9插入到受力盤6中部的溢出口 8中，制作直徑=100mm、高度=200mm、壁厚=1mm的半開口孔隙溶液容器10。
[0030]參照圖2和圖3，制作直徑=150mm、厚度=1mm的受力盤6，受力盤6的邊緣呈凹狀，方便與密封圈5連接緊牢，同時在受力盤6中間開設(shè)孔徑為5mm的溢出口 8，另外，采用橡膠材料制作中心線直徑=160mm,圓環(huán)厚度=1mm的環(huán)狀密封圈5，并將密封圈5套在受力盤6中。
[0031]參照圖4，將已用完的尺寸為長X寬X高X厚=200mmX 200mmX 200mmX 1mm的透明土容器11中的高度=10mm的透明土倒入到開口的厚壁容器I中，并加入IL蒸饋水3，采用微型攪拌器12對透明土與蒸餾水3的混合體進(jìn)行攪拌，攪拌過程由慢逐步變快，直至透明土中的孔隙溶液4和固體顆粒2分離，孔隙溶液4上升至頂部，固體顆粒2和蒸餾水3下沉至底部，然后將已制作好的受力盤6、密封圈5和導(dǎo)管9連為一體，插入到厚壁容器I中，導(dǎo)管9的另一端插入到孔隙溶液容器10中，在受力盤6上施加豎向壓力7，當(dāng)受力盤6接觸到孔隙溶液4的液面時，孔隙溶液4沿著溢出口 8和導(dǎo)管9逐步移到孔隙溶液容器10中，當(dāng)受力盤6剛好接觸到蒸餾水3的液面時，停止施加豎向壓力7，并拔出受力盤6，用滴管把殘留在導(dǎo)管9中的孔隙溶液4吸走，放到孔隙溶液容器10中，最后將孔隙溶液容器10放在蒸餾箱中把孔隙溶液4中的各個混合液體逐步蒸餾分離，完成透明土中孔隙溶液4的快速回收，另外，將厚壁容器I中的蒸餾水3倒掉，將剩余的固體顆粒2放在烘干室中烘干，完成了固體顆粒2的回收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置，其特征在于，包括:厚壁容器(I)、密封圈(5)、受力盤(6)、導(dǎo)管(9)和孔隙溶液容器(10);厚壁容器(I)是透明的，密封圈(5)與受力盤(6)緊密牢固連接，壓入到厚壁容器(I)后與厚壁容器(I)內(nèi)側(cè)呈封閉接觸，可在豎向壓力下沿厚壁容器(I)內(nèi)側(cè)滑動；受力盤(6)中開設(shè)溢出口(8)，溢出口(8)直接與導(dǎo)管(9)連接，導(dǎo)管(9)的另一端深入到孔隙溶液容器(10)內(nèi)。2.—種基于權(quán)利要求1所述的快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、松動已在透明土容器(11)中配制好的透明土，使其處于松散狀態(tài)； 步驟二、將松散狀態(tài)的透明土倒入厚壁容器(I)中，并倒入相同體積的蒸餾水(3);步驟三、采用微型攪拌器(12)攪拌透明土與蒸餾水(3)的混合體，使透明土中的孔隙溶液⑷懸浮上升，蒸餾水⑶和透明土固體顆粒⑵下沉； 步驟四、連接好帶有溢出口的受力盤(6)和密封圈(5)，溢出口連接好導(dǎo)管(9)，并插入到盛有透明土的厚壁容器(I)內(nèi)； 步驟五、當(dāng)受力盤(6)與孔隙溶液(4)表面接觸后，施加豎向壓力，孔隙溶液(4)則通過溢出口(8)和導(dǎo)管(9)逐步轉(zhuǎn)移到孔隙溶液容器(10)中； 步驟六、當(dāng)受力盤出)剛好接觸蒸餾水(3)后停止施加豎向壓力； 步驟七、采用蒸餾法對孔隙溶液(4)進(jìn)行分離，完成透明土中孔隙溶液(4)的回收。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，其特征在于，步驟一中:透明土中的孔隙溶液(4)是由兩種折射率不同的油體混合而成的，一種油體的折射率大于固體顆粒(2)的折射率，另一種油體的折射率小于固體顆粒(2)的折射率，各液體的密度小于蒸餾水(3)的密度，且不與蒸餾水(3)相溶。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法，其特征在于，步驟五中:豎向壓力即可以通過機(jī)械施加，也可以人工控制施加。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種快速回收透明土中孔隙溶液的裝置及操作方法，該裝置是由厚壁容器、密封圈、受力盤、導(dǎo)管和孔隙溶液容器組成的，厚壁容器是透明的，能夠承受較大的內(nèi)圍壓、外圍壓和豎向荷載，密封圈與受力盤緊密牢固連接，當(dāng)壓入到厚壁容器后，可與厚壁容器內(nèi)側(cè)封閉接觸，同時可在豎向壓力下沿厚壁容器內(nèi)側(cè)滑動，在受力盤中開設(shè)溢出口，溢出口直接與導(dǎo)管連接，導(dǎo)管的另一端深入到孔隙溶液容器內(nèi)，用于容納回收的透明土中的孔隙溶液，本發(fā)明在回收透明土中孔隙溶液的同時還間接地提供了回收透明土中固體顆粒的措施。另外，本發(fā)明還公布了一種快速回收透明土中孔隙溶液的操作方法。
【IPC分類】G01N1/28
【公開號】CN105067401
【申請?zhí)枴緾N201510443325
【發(fā)明人】齊昌廣, 劉干斌, 王艷, 鄧岳保, 范高飛
【申請人】寧波大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月24日