新型非饱和土稳态渗流试验装置的研制

论文摘要

在岩土工程领域中,经常会遇到各种各样的土体结构,大部分土体处于非饱和状态,因此研究非饱和土对于工程应用有着非常重要的作用。非饱和渗透系数是确定土中水—气运动规律的重要参数,该系数的测量不仅是非饱和土研究领域中的一个重要的课题,而且是研究非饱和土中水分入渗问题的关键。但是非饱和土的渗透系数难以测定,目前还没有测量仪器或者计算方法得到该研究领域的学者的一致认可,测量精度也无法满足工程实际的需要。本文主要以非饱和土的渗透特性研究为出发点,针对目前研制的非饱和土渗透仪器的不足,对原来的非饱和土稳态渗流试验装置进行了继承和改进,研制出了新型非饱和土稳态渗流试验装置。对原来装置中使用的试样基座的刻槽进行了重新设计,使得压力室的排气功能加强；在气体压力控制系统中,使用微控制器控制气体压力控制阀,实现了智能控制试样室内的气压力值；在新型装置,通过微控制器控制电磁阀,进而实现了试验过程中智能操控试验过程中水的流向。本文不仅对原来非饱和土稳态渗流试验装置进行了改进和完善,还使用SolidWorks对装置的空间结构进行优化。提出两种结构布局设计方案以满足不同的生产方式需要,把杂散的平铺在试验台上的原来试验装置,变成了现在真正的结构一体化。合理的设计主体框架和内部零部件的工作平台,保证了工作过程中各个零部件之间的干扰最小,做实验时操作变得简单,实验的安全性得到加强,实验数据的可靠性得到了保证。由于装置目前还处于试验研究阶段,故在保证试验可靠性、安全性、操作性的基础上选择了经济实用的型材设计装置外框,更好的应用到试验中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 渗透系数的测定
• 1.3 非饱和土渗透设备研究现状
• 1.4 非饱和土渗透系数间接方法研究进展
• 1.5 非饱和土渗透特性研究现状
• 1.6 本文研究的主要内容
• 2 新型立体非饱和土稳态渗流设试验装置的设计
• 2.1 新型立体非饱和土稳态渗流试验装置的原理
• 2.2 非饱和土稳态渗流试验装置的组成
• 2.2.1 压力控制系统
• 2.2.2 压力室
• 2.2.3 量测系统
• 2.3 智能型水流方向控制系统设计
• 2.3.1 电力线路
• 2.3.2 水流通道
• 2.3.3 智能控制水流方向系统
• 2.3.4 电磁阀以及电磁阀的选择
• 2.4 本章小结
• 3 新型非饱和土稳态渗流试验装置的整体设计方案
• 3.1 SolidWorks软件的介绍
• 3.1.1 全动感用户界面
• 3.1.2 配置管理
• 3.1.3 零件建模
• 3.1.4 曲面建模
• 3.1.5 钣金设计
• 3.1.6 帮助文件
• 3.1.7 数据转换
• 3.2 非饱和土稳态渗流试验装置的整体结构设计方案
• 3.2.1. 非饱和土稳态渗流试验装置的整体结构设计原则
• 3.3 钣金工艺设计装置结构方案
• 3.3.1 钣金介绍
• 3.3.2 基于SolidWorks钣金设计装置布局
• 3.4 型材为主装置结构设计方案
• 3.4.1 型材的介绍
• 3.4.2 装置框架结构
• 3.5 本章小结
• 4 新型非饱和土稳态渗流试验装置的组装
• 4.1 装置所需要的型材
• 4.2 装置主框架和内部框架的构建
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢