[0001] 本发明属于黄土演示技术领域，具体涉及一种黄土增湿试验的室内演示装置及使用方法。

[0002] 黄土广泛地分布于我国的西北、华北地区，在自重或一定上部荷载作用下，受水浸湿后，黄土的结构会迅速破坏而发生显著的附加下沉，严重影响工程安全性。针对黄土的湿陷性，根据场地工程地质条件，对拟建设场地进行地基处理，是解决湿陷性对建筑物、构筑物及其他设施危害的有效措施，也是保证湿陷性黄土地区工程建设安全可靠、正常使用的必要手段，既可使增湿后地基处理深度范围内含水量符合标准要求，保证施工质量，又可节约水资源、降低施工成本。《湿陷性黄土地区建筑标准》(GB50025‑2018)建议：如果地基土含水量低于12％时，应该采取现场增湿注水对地基土进行增湿后方可进行挤密桩施工。对低含水量湿陷性黄土场地增湿时的水分扩散规律及注水控制技术进行研究非常有必要。而在室内增湿黄土试验过程中，检测水分扩散过程中土体的基质吸力、含水量变化，以及如何控制注水量及注水区域是一个难题，因此需要设计一套室内增湿黄土的演示装置解决以上问题。

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 本发明提供了如图中所示的一种黄土增湿试验的室内演示装置，包括土柱箱2，土柱箱2内部设置有注水管1，注水管1顶部设置有水管14，水管14一端连接有马氏瓶12，马氏瓶12外侧设置有可以调节马氏瓶12高度的调节组件，土柱箱2内部设置有多个水分传感3和张力计4并且均电性连接有电脑16；

[0031] 注水管1包括多个可相互连接的分管118，分管118上均设置有通孔104并且每个分管118上的通孔104直径不一；

[0032] 分管118包括外管106、内管108和检测管110，外管106和内管108底部外侧与顶部内侧均设置有可多个相互螺纹连接的锁紧螺纹105，内管108设置于外管106内部并且其外径与外管106内径相等，内管108顶部设置有顶板102，内管108底部底端固定连接有环形电磁铁107，环形电磁铁107上通电吸附有检测管110，检测管110远离环形电磁铁107的一端设置有多个弹簧111，多个弹簧111顶端均与顶板102，检测管110内部设置有可检测检测管110内部水压的检测机构并且其检测机构无线连接电脑16通过电脑16控制环形电磁铁107的启动；

[0033] 固定连接，除顶部分管118上的弹簧111其他分管118上的弹簧111均与其顶部另一个分管118上的环形电磁铁107底部固定连接。

[0034] 具体的，检测组件包括固定连接于检测管110内部的检测组件109，检测组件109一侧固定连接有弹性密封布114，弹性密封布114顶部设置有移动板116并且移动板116与检测组件109滑动连接，移动板116顶部固定连接有至少一个伸缩杆117并且通过伸缩杆117与顶板102底部连接，顶板102底部固定连接有压力传感器115并且压力传感器115设置于移动板116的上移路径上。

[0035] 具体的，检测组件109包括低位区1091与高位区1092，弹性密封布114和移动板116均设置于高位区1092内部，低位区1091内部开设有连接孔112；水管14包括与顶板102固定连接的延伸管113并且延伸管113底部贯穿顶板102与连接孔112连接，延伸管113顶部固定连接有管道连接件1401，水管14还包括连接管1402并且延伸管113与连接管1402之间通过管道连接件1401相互连接。

[0036] 具体的，马氏瓶12内部设置有可通过其高度控制静水压大小的进气管11，马氏瓶12底部一侧设置有排水调节阀13，排水调节阀13与水管14相互连接。

[0037] 具体的，土柱箱2底部设置有排水出口5，排水出口5一端延伸至土柱箱2外侧并且设置有排水阀6，顶板102上固定连接有把手103。

[0038] 具体的，调节组件包括底座7，底座7上固定连接有铁杆9，铁杆9上套设有可调节高度的调紧螺母8，调紧螺母8一侧固定连接有置物支架10，马氏瓶12置于置物支架10上。

[0039] 工作原理：首先根据需要连接拥有不同直径通孔104的分管118，也就是将多根内管108和外管106均通过其自身加工的锁紧螺纹105相互连接，然后形成注水管1，将注水管1置于土柱箱2内部同时利用黄土掩埋注水管1并且将黄土盛满土柱箱2内部，然后通过旋转内管108，这里的旋转方向与内管108相互螺纹连接紧的方向相同，然后使外管106与内管108上的多个通孔104相互重合实现第一次的释放，通过根据分管118的根据设定对应的水压，然后通过打开排水调节阀13利用水管14将水流入注水管1内部，期间利用延伸管113流入检测管110内部，然后根据不断的流入压力不断的增大直至充满整个检测管110继续添加水，利用水压推动弹性密封布114形变膨胀，然后推动移动板116向上移动，移动的过程中利用与移动板116接触的压力传感器115检测压力值，压力合格最终放水、当达到压力值的时候，电脑16控制环形电磁铁107得电吸附检测管110拉动弹簧111向下移动直至检测管110上的通孔104也与外管106和内管108上的锁紧螺纹105重合，从而实现预设压力值的释放，实现上下通孔104排水的水压接近，然后通过水分传感3测试黄土中不同高度区域的含水率。
张力计4分布在土柱箱右侧，沿高度均匀分布，用于测试黄土中不同高度区域的基质吸力。
然后每一个传感器实时将数据通过数据线15传输到电脑16上，得到一系列测试结果，最后结束实验，利用排水出口5和排水阀6排出污水残留，利用双层可旋转注水管可轻易控制注水的开关；注水管由三组管道分层打孔，可以实现对不同深度土层输入不同的注水量，并且便于运输存放；利用马氏瓶作为供水实验装置可以使得供水稳定，在装置水量不足的情况下及时补水，避免水量不足导致实验中途停止，产生不必要的误差；同时，在土柱室侧壁等距布设有水分传感器和张力计，可将不同增湿条件下黄土的含水量和基质吸力进行分层采集。

[0040] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。