[发明专利]一种压滤装置及基于其的土壤水分提取装置及提取方法

说明书

本发明公开了一种压滤装置及基于其的土壤水分提取装置及提取方法，土壤水分提取装置包括压滤装置、水样收集装置以及轴向加压装置；压滤装置包括垫座、底座、芯管、过滤部件、盛装土样的外模、柱塞以及脱模底座；水样收集装置为真空装置；轴向加压装置使用液压压力机。本发明提供的土壤水分提取装置操作简单，通过液压压力机提供持续稳定的压力使得土体缓慢变形而释水，不存在岩土体损坏现象，且该装置可以承受液压压力机提供的超大压力，可以极大程度提取土壤中的水分，包括自由水和弱结合水，可以用来研究土壤中水分含量及水分类型。提取出的水分盛放水样收集装置中，不受外界环境的影响，避免了环境对水分的影响。

技术领域

本发明涉及土工实验研究和化学分析领域，涉及一种压滤装置及基于其的土壤水分提取装置及提取方法，本发明能够用于分析土壤中水分含量、类型及化学成分。

背景技术

土壤中的水分有多重存在形式，包括自由水、弱结合水和强结合水。不同类型的水分存在不同的物理性质和化学性质。不同成因的沉积物中存在着不同类型的孔隙水。有效的提取和收集孔隙水在弱透水层水文地质中有着重要作用。目前粘性土孔隙水分提取主要依靠压榨机实现，传统的压榨方法存在以下缺点：1、施加压强值无法随意设定；2、所能施加的压力上限值太小，不足2.5MPa，小含水量的粘性土中的水分难以提取；3、样品中的水分是从上往下通过底座上的孔隙排出，不能保证样品均匀释水；4、随着使用次数的增加压榨机顶部会发生变形，使得所施加的压力与土壤实际承受压力不符。因此，提高压榨机所能承受压力的范围与可调节性，使用的稳定性以及提高孔隙水提取过程中的精度和提取效率是目前需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种压滤装置及基于其的土壤水分提取装置及提取方法，本发明在土壤水分提取过程中可施加压力范围大，能够保证样品均匀释水，提取精度高。

一种压滤装置，包括底座、芯管、外模和柱塞，外模与底座上端面密封连接；

底座中心设有中心孔，芯管设置在外模内，芯管的下端与底座的中心孔连接，底座中心孔的下端连接有导水管；

芯管的管壁上均匀开设有透水微孔，芯管的表面包覆有过滤膜；

柱塞具有中心孔，柱塞从外模的上端插入外模内，芯管的上端能够伸入柱塞的中心孔内；

柱塞的外壁与外模的内壁之间，柱塞中心孔的内壁与芯管的外壁之间均为间隙配合。

还包括球形垫座，球形垫座设置在柱塞的上端。

还包括垫座，底座的下端面同轴开设有凹槽，垫座为空心圆柱，上端嵌入底座下端面上的凹槽内，垫座的侧壁开设有供导水管穿过的贯穿孔。

底座的上端面同轴开设有供外模下端嵌入的凹槽，外模的下端嵌入该凹槽内，外模下端与底座上表面平齐的位置开设有一圈卡槽，卡槽处设有压环，外模与底座通过卡环固定连接，压环与底座之间设有密封圈。

芯管的下端与底座的中心孔螺纹连接，底座中心孔的下端设有芯管螺栓，芯管螺栓沿其轴线开设有排水孔，芯管螺栓的螺纹段与芯管的内表面螺纹连接，芯管螺栓的排水孔与芯管的内腔联通，导水管与芯管螺栓的排水孔的下端连接；芯管的上端头从上至下开设有内六方孔。

芯管沿其长度方向均匀开设多排透水微孔，每排设置多个透水微孔，每排的多个透水微孔沿芯管的周向均匀设置，相邻2～4排的透水微孔沿芯管的周向均匀错开。

一种土壤水分提取装置，包括水样收集装置、上述压滤装置以及为上述压滤装置进行轴向施压的轴向加压装置，水样收集装置与压滤装置的导水管的出口连接。

还包括脱模底座，脱模底座为空心圆柱，脱模底座上端的内圈向下开设有凹槽，该凹槽的孔径不小于外模的外径，脱模底座的内径大于外模的内径，小于外模的外径。

轴向加压装置为液压压力机。