CN104634716A - 一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法，属于环境岩土工程技术领域。该装置包括：框架、加压气缸、气体质量流量计、位移传感器、试样筒、六通阀、压力传感器、气体标准室及供气装置。气体质量流量计可监测通过出气管的气体流量；位移传感器用于测试所述活塞杆的位移，压力传感器与六通阀的第二阀口连通，用于监测试验中的气体压力；压力传感器、位移传感器、气体质量流量计通过电脑自动采集，操作方便准确、工作效率高。该试验装置集污染泥土孔隙率及渗透率多参数同步测试于一体，经济适用，设计简单合理、结构紧凑，测试方法操作简便快捷，可为污染泥土中污染物运移提供数据参考和理论指导。

Description

一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，特别涉及污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法。

背景技术

2014年4月发布的《全国土壤污染状况调查公报》(简称《公报》)公布了首次全国土壤普查结果。《公报》指出，我国“部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。”土壤污染来源广泛，大气污染物沉降、工业废水和生活污水排放、农药化肥施用等都可能造成土壤的污染。而其中，尤以生活垃圾、废弃矿渣、污泥淤泥等污染泥土的任意堆放、不恰当处理等造成的土壤污染最为突出。

污染泥土的污染途径多，危害对象广，涉及领域宽，污染泥土带来的环境危害和健康影响已成为国际社会关注的焦点。污染泥土安全处理与资源化利用涉及资源、能源的可持续发展，直接关系国民经济和社会发展，我国已将污染泥土处置作为“十二五”规划的重点整治对象。

孔隙率和渗透率是污染土体重要的工程性质指标。孔隙率是表征污染泥土孔径分布的一个宏观指标，是应力状态、屈服状态和应力水平等影响因素的最终反映，孔隙率是影响多孔介质内流体传输性能的重要参数，渗透率是描述污染泥土中污染物迁移的基本参数。

但目前，有关污染泥土的专利较少，大部分是关于污染泥土现场处置或资源化处理利用，而关于污染泥土的室内测试技术和方法的报道较少，且尚无仪器设备用于测定污染泥土的孔隙率及渗透率，因此亟需研制一种能测定污染泥土孔隙率及渗透率的试验装置以填补空缺。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种污染泥土孔隙率及渗透率的试验装置及其测试方法。

本发明采用的技术方案是：

一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置，包括：框架、加压气缸、气体质量流量计、位移传感器、试样筒、六通阀及供气装置；所述加压气缸包括：缸体及活塞杆；所述缸体竖直固定在所述框架的顶部；所述活塞杆端部的活塞头连通出气管；所述出气管上设置气体质量流量计；所述活塞杆上设置位移传感器；所述试样筒设置在所述活塞杆下方，所述试样筒的轴线与所述活塞杆的轴线重合；所述试样筒通过固定座固定在框架的底部，试样筒与固定座螺纹固连，固定座通过螺栓固定在框架的底面，所述试样筒底部连通进气管；所述进气管与排气管、第一接管的一端通过三通相连；所述排气管上设置有排气管阀门；所述第一接管的另一端与所述六通阀的第一阀口相连；所述六通阀的第二阀口与所述压力传感器连通；所述六通阀的第三阀口通过第二接管与气体标准室相连；所述六通阀的第四阀口通过第一输气管连通供气装置；所述第一输气管上设置有第一调压阀。

作为优选，所述试验装置还包括气缸驱动装置，所述气缸驱动装置包括:高纯氮气瓶、第二调压阀及电磁阀；所述高纯氮气瓶通过第二输气管与所述缸体的气室连通；所述第二调压阀设置在所述第二输气管上；所述电磁阀设置在所述的第二调压阀与所述缸体之间。

作为优选，所述试验装置还包括电控箱；所述电控箱包括：第一调节旋钮、第二调节旋钮、第三调节旋钮、处理器及显示屏；所述第一调节旋钮通过逻辑电路与所述第一调压阀连通；所述第二调节旋钮通过逻辑电路与所述第二调压阀连通；所述第三调节旋钮通过逻辑电路与所述流量调节阀连通；所述处理器通过逻辑电路与所述位移传感器、压力传感器及气体质量流量计连通；所述显示屏与所述处理器连通，用于显示所述第一处理单元以及第二处理单元的输出信息；

所述处理器包括：第一处理单元及第二处理单元；所述第一处理单元接收所述位移传感器的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第一处理单元接收所述压力传感器获得的第一设定值信息及所述试验后的压力值信息；运用波义耳定律生成所述试样的孔隙体积信息；根据所述试样的总体积信息及所述试样的孔隙体积信息生成所述孔隙率的值信息；

所述第二处理单元接收所述位移传感器的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第二处理单元接收所述压力传感器获得的第二设定值信息及所述气体质量流量计获得的所述流量值信息；所述第二处理单元根据所述试样的长度信息及截面积信息、所述出气管内压力值信息、气体粘滞系数信息、所述第二设定值信息及所述流量值信息，运用所述渗透率计算公式生成所述试样的渗透率值信息。

所述一种污染泥土孔隙率及渗透率测试方法包括如下步骤：

S1：按照设计的试验方案制备试样，充分拌匀；

S2：在所述试样筒内壁涂抹一层凡士林，将试样分层填装到所述试样筒内，调节第二调节旋钮使所述加压气缸将试样压紧密实；

S3：通过所述位移传感器测定所述活塞杆压下的位移值；

S4：打开所述第四阀口，关闭所述第一阀口和所述排气管阀门，打开所述第三阀口，调节所述第一调节旋钮使试验装置内压力达到恒定，关闭所述第四阀口，并监测该压力值作为平衡前压力；

S5：缓慢打开第一阀口，使试验气体进入所述试样筒内，测定平衡后所述试验装置内压力，标定试验装置在平衡前和平衡后的容积；

S6：根据所述波义耳定律求取所述试样的孔隙体积，即平衡前所述试验装置内的容积与压力的乘积等于平衡后所述试验装置内的容积与压力的乘积，通过上述等式获得所述试样的孔隙体积；所述孔隙体积与试样的总体积的比值即为所述孔隙率的值；

S7：打开所述流量调节阀，关闭所述排气管阀门，关闭所述第三阀口，打开所述第一阀口和所述第四阀口，调节所述第一调节旋钮使试验装置内压力达到恒定，测定试验中流经所述试样的流量值及所述进气管的压力值；

S8：根据渗透率计算公式求取所述试样的渗透率。

作为优选，所述渗透率计算公式为：k为渗透率，单位为m²；P₀为出气管内压力值(即为大气压)，单位为Pa；Q为流经所述试样的试验气体流量，单位为mL/s；L为试样长度，单位为m；A为试样横截面积，单位为m²；P₁为进气管内压力值，单位为Pa；μ为气体粘滞系数，单位为μPa·s；所述试验气体流量Q通过所述气体质量流量计监测获得；所述试样的长度值等于所述试样筒台面下部的设定长度值减去所述位移值；所述进气管内压力值P₁等于所述第二设定值与大气压之和。

本发明的有益效果是：本发明采用压力传感器、位移传感器、气体质量流量计通过电脑采集，使试验条件易于控制且试验数据读取方便、准确；试验装置集污染泥土孔隙率及渗透率多参数同步测试于一体，经济适用；电磁阀可改变加压气缸升降的方向，便于试验中装样和拆样；试验数据通过处理器自动采集监测，计算结果处理器通过第一处理单元及第二处理单元编制好的程序编制好的程序自动计算，操作简单方便，工作效率高。本发明设计简单合理、结构紧凑，试验方法操作简便快捷，可为污染泥土实际处理工程中污染物运移提供数据参考和理论指导。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明进行孔隙率测试的结构示意图。

图3为本发明进行渗透率测试的结构示意图。

图中：1高纯氮气瓶、2第二调压阀、3电磁阀、4缸体、5位移传感器、6气体质量流量计、7流量调节阀、8电控箱、9压力传感器、10气体标准室、11第二接管、12六通阀、13第一调压阀、14供气装置、15第一接管、16固定座、17试样筒、18框架、19活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述：

一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置，参见附图1，该试验装置包括：框架18、加压气缸、气体质量流量计6、位移传感器5、试样筒17、六通阀12及供气装置14。框架18为空心钢结构框架。加压气缸用于对污染泥土试样加压，加压气缸的工作压力范围为0-1Mpa。加压气缸包括：缸体4及活塞杆19；缸体4竖直固定在框架18的顶部，缸体4在高压气体和电磁阀的作用下驱动活塞杆19竖直下降或上升，活塞杆19端部的活塞头的底部均匀布置多个出气孔，多个出气孔的顶部连通出气管，出气管连通外界环境。气体质量流量计6设置在出气管上，用于监测通过出气管的气体的流量值，为渗透率的测定提供比较准确的参数。气体质量流量计6前端设置流量调节阀7，用于控制试样筒17出气口的打开或关闭，进行孔隙率试验时，将该流量调节阀7关闭，使试样筒17与外界分隔。作为一种优选的实施例，包括两个气体质量流量计，分别设置在两根支管上，两根支管通过三通管与出气管连通，两个气体质量流量计前端各设置一个流量调节阀，两个气体质量流量计型号分别为500mL和5000mL；当试样渗透率较大时，选用5000mL流量计，关闭500mL流量计的气路；当试验中的试样渗透率较小时，选用500mL流量计，关闭5000mL流量计的气路。位移传感器5与活塞杆19固连，用于测试活塞杆19的位移量，生成位移信息，位移信息用于确定试样的总体积，试样筒17台面下部的设定长度值减去位移值即为试样的长度值，长度值乘以试样筒17底部内截面积等于试样的总体积。试样筒17通过底座16固定在框架17的底部，试样筒17与底座16螺纹固连，底座16通过螺栓固定在框架17的底部。试样筒17内部设置容置空间，与活塞杆19配合对污染泥土试样施加压力，容置空间的高度为设定长度值，即试样筒17内部设置台面，台面以下为容置空间，台面与底部的距离值为设定长度值，台面下部的试样筒17内径等于活塞杆19端部圆柱形活塞头的外径，试样筒17轴心与活塞杆19的轴心共线，试样筒17底部均匀开设有进气孔，进气孔连通进气管。

作为一种优选的实施例，由于污染泥土试样具有腐蚀性，因此，试样筒17的材质选用316L不锈钢，具有防腐防锈的特性。试样筒17台面下部的设定长度值为300mm，试样筒17底部内截面的直径为100mm。

六通阀12固定在框架的底部，六通阀12的第一阀口与第一接管15的另一端相连。六通阀12的第二阀口与压力传感器9连通，用于监测六通阀12及与六通阀12连通空间的气体压力。六通阀12的第三阀口通过第二接管11与气体标准室10相连，气体标准室10具有设定的容积。六通阀12的第四阀口通过第一输气管连通供气装置14，用于提供试验气体，第一输气管上设置第一调压阀13，通过调节试验气体的压力达到试验设定的要求。六通阀12的第五阀口和第六阀口可为后期试验装的改进提供方便。六通阀12能实现一个压力传感器9测定所有试验过程中气体压力的准确测量，节约了装置的成本。作为一种优选的实施例，包括两个气体标准室，两个气体标准室分别通过两根接管连通六通阀12，其中一个气体标准室的容积为500mL，另一个气体标准室的容积为200mL。当试样为类似粘土等孔隙率较小的物体时，只选用200mL的气体标准室进行孔隙率测试试验，这样能获得比较准确的试验值。当试样的孔隙率较大时，同时使用上述两个气体标准室进行试验。供气装置14为普通氮气瓶。

其中，参见附图2，当进行试样的孔隙率测定时，活塞杆19将试样在试样筒17内压紧密实，关闭流量调节阀7及六通阀12的第一阀口，打开第一调压阀13及六通阀12的第三阀口，使供气装置14向气体标准室10内输送试验气体，压力传感器9监测到六通阀12及气体标准室10内的气体压力达到第一设定值后，关闭第一调压阀13停止输送试验气体，之后，缓慢打开六通阀12的第一阀口使气体标准室10内的试验气体进入试样筒17内，此时，压力传感器9监测并生成试验平衡后的气体压力值；根据气体标准室10的容积、进气管及第一接管15的容积、第一设定值及试验后的压力值，运用波义耳定律能确定试样的孔隙体积，孔隙体积与试样的总体积的比值即为孔隙率的值。波义耳定律为P₁V₁＝P₂V₂，P₁为平衡前的试验气体压力，即为第一设定值，V₁为气体标准室10的体积与第二接管11的管线体积之和，通过试验装置加工时标定可知。P₂为平衡后的试验气体压力，即为试验后的压力值，V₂为V₁的体积、第一接管15和进气管的管线体积与试样筒17中孔隙体积之和，通过试验装置加工时标定可知。这样等式简化后可得出试样筒17中试样的孔隙体积。通过位移传感器5已经确定了试样的总体积，这样即可确定试样的孔隙率。

参见附图3，当进行试样的渗透率测定时，活塞杆19将试样在试样筒17内压紧密实，关闭六通阀12的第三阀口，打开第一调压阀13、六通阀12的第一阀口及流量调节阀7，使供气装置14向试样筒17内输送试验气体，试验气体通过进气管，流经试样的空隙，进入出气管，再流经气体质量流量计6后排入外界环境，气体质量流量计6监测通过出气管的试验气体的流量值；调节第一调节旋钮使六通阀12及进气管内的压力保持为第二设定值，通过压力传感器9测定气体压力。根据流量值及第二设定值，运用渗透率计算公式能确定试样的渗透率；k为渗透率，单位为m²；P₀为出气管内压力值(即为大气压)，单位为Pa；Q为流经试样的气体流量，单位为mL/s；L为试样长度，单位为m；A为试样横截面积，单位为m²；P₁为进气管内压力值，P₁进气管内压力值等于所述第二设定值与大气压的和,单位为Pa；μ为气体粘滞系数，单位为μPa·s。

作为优选，第一接管15通过三通管与进气管连通，三通管还连通排气管；排气管与外界环境连通，排气管上设置排气管阀门；当试验完成后，排气管阀门打开，试样筒17及第一接管15内的气体通过排气管排入外界环境中。

作为优选，试验装置还包括：气缸驱动装置，气缸驱动装置包括:高纯氮气瓶1、第二调压阀2及电磁阀3。高纯氮气瓶1通过第二输气管与缸体4的气室连通，高纯氮气进入气室后驱动活塞杆19下降或上升；第二调压阀2设置在第二输气管上，用于控制进入气室的高纯氮气的压力，通过不同压力实现活塞杆19不同的压下量，能满足试样不同试验方案的需要；电磁阀3设置在第二输气管上，用于控制气室内的高纯氮气使活塞杆19实现下降或上升。

作为优选，试验装置还包括电控箱8，电控箱8包括：第一调节旋钮、第二调节旋钮、第三调节旋钮、处理器及显示屏。第一调节旋钮通过逻辑电路与第一调压阀13连通，能够调节第一调压阀13的开度，进而控制进入六通阀12内的试验气体的压力。第二调节旋钮通过逻辑电路与第二调压阀2连通，能够调节第二调压阀2的开度，进而控制进入缸体4的气室内的高纯氮气的压力，使试样达到不同的位移值。第三调节旋钮通过逻辑电路与流量调节阀7连通，能够通过流量调节阀7的关和闭，分别完成试样孔隙率、渗透率的试验。处理器通过逻辑电路与位移传感器5、压力传感器9及气体质量流量计6连通。处理器包括：第一处理单元及第二处理单元。第一处理单元接收位移传感器5的位移信息，生成试样的长度信息，进而生成试样的总体积信息，第一处理单元接收压力传感器9获得的第一设定值信息及试验后的压力值信息，根据气体标准室10的容积、进气管及第一接管15的容积、第一设定值及试验后的压力值，运用波义耳定律生成试样的孔隙体积信息；根据试样的总体积信息及试样的孔隙体积信息生成孔隙率的值信息。第二处理单元接收位移传感器5的位移信息，生成试样的长度信息，第二处理单元接收压力传感器9获得的第二设定值信息及气体质量流量计6获得的流量值信息，第二处理单元根据试样的长度信息及截面积信息、出气管内压力值信息、气体粘滞系数信息、第二设定值信息及流量值信息，运用渗透率计算公式生成试样的渗透率值信息。显示屏与处理器连通，用于显示第一处理单元生成的孔隙率的值，以及第二处理单元生成的试样的渗透率值。

本发明还提供了一种污染泥土孔隙率及渗透率测试方法，该测试方法包括：

S1：按照设计的试验方案制备试样，充分拌匀；

S2：在试样筒17内壁涂抹一层凡士林，将试样分层填装到试样筒17内，通过调节第二调节旋钮使加压气缸将试样压紧密实；

S3：通过位移传感器5测定活塞杆19压下的位移值；

S4：打开第一调压阀13，打开六通阀12的第四阀口，关闭第一阀口和排气管阀门，打开第三阀口，调节第一调节旋钮使试验装置内压力达到恒定，关闭第四阀口，并监测该压力值作为平衡前压力；

S5：缓慢打开第一阀口，使气体标准室10内的试验气体进入试样筒17内，测定平衡后所述试验装置内压力；

S6：根据波义耳定律求取试样的孔隙体积进而确定试样的孔隙率，即平衡前试验装置内的容积与压力的乘积等于平衡后试验装置内的容积与压力的乘积，通过上述等式获得试样的孔隙体积，孔隙体积与试样总体积的比值即为孔隙率，调节平衡前压力多次测试取平均值，保证试样孔隙率的准确性。

S7：测定渗透率试验中流经试样的流量值及进气管中的压力值，其中，渗透率试验中试验装置的状态为：参见附图3，六通阀12的第一阀口及流量调节阀7，使供气装置14向试样筒17内输送试验气体，试验气体通过第一接管15及进气管，流经试样的空隙，进入出气管，再流经气体质量流量计6后排入外界环境，通过压力传感器9获得的第二设定值，通过气体质量流量计6测定流经试样的气体流量。

S8：根据渗透率计算公式确定试样的渗透率，调节第二设定值多次测试取平均值，保证试样渗透率的准确性。

进一步的，当试验结束后，打开第一截止阀，试样筒17、进气管及第一接管15内的试验气体通过排气管排入外界环境中。

进一步的，试验数据通过处理器自动采集监测，显示器实时显示试样数据，计算结果通过第一处理单元及第二处理单元编制好的程序自动计算，操作简单方便，工作效率高。

实施例1

实验前检查设备是否完好，连接好试验装置的电源。打开高纯氮气阀门，因电控箱8里气缸开关默认是下降的，因此在准备开展试验时先将加压气缸开关拨到上升，使试样筒17的活塞杆19从试样筒中升起，将试样筒17从框架18的固定座16上取下。试样筒17台面下部的设定长度值300mm，试样筒17的直径为100mm，试验装置中标定气体标准室10的体积与第二接管11的管线体积之和为710mL，标定的气体标准室10的体积与第二接管11的管线的体积、第一接管15和进气管的管线体积之和为721.5mL。以污染泥土中的生活垃圾为实施例。

S1：按照设计的试验方案配制生活垃圾土试样，将试样拌合均匀。垃圾土组分包括：大米400g、白菜400g、纸张140g、织物48g、塑料48g、草木48g、渣土320g及玻璃96g，试样总重1500g，压实密度为637g/cm³。

S2：在试样筒17的内壁涂抹一层凡士林，防止气体在侧壁渗漏；将垃圾土试样填入试样筒17内，试样填放完毕后把试样筒17的上端内壁擦拭干净，拧上试样筒17和固定座16的螺栓使试样筒17保持稳定，打开高纯氮气瓶1的开关阀门，通过电磁阀3和高纯氮气驱动活塞杆19将试样压紧密实在试样筒17内，调节第二调节旋钮使进入缸体4的高纯氮气的压力达到设计的压力值，显示屏显示出压力值为0.38MPa。

S3：通过位移传感器5测定活塞杆19压下的位移值，得到位移值为82.1mm，则可知试样的长度值217.9mm，长度值乘以试样筒17底部内截面积等于试样的总体积1710515mm³。

S4：测定平衡前试验装置内的压力；其中，平衡前的试验装置的状态为：关闭流量调节阀7及六通阀12的第一阀口，打开第一调压阀13及六通阀12的第三阀口，使供气装置14向气体标准室10内输送试验气体达到第一设定值，气体压力稳定后由压力传感器9监测到六通阀12及气体标准室10内的压力值为0.38Mpa。

S5：测定平衡后试验装置内的压力；其中，平衡后的试验装置的状态为：关闭第一调压阀13停止输送试验气体，缓慢打开六通阀12的第一阀口使气体标准室10内的试验气体进入试样筒17内；当试样装置内压力达到稳定后，压力传感器9监测并生成的压力值0.251MPa，为平衡后的试验装置内的压力。

S6：根据波义耳定律求取试样的孔隙体积进而确定试样的孔隙率，即平衡前试验装置内的容积与压力的乘积等于平衡后试验装置内的容积与压力的乘积，通过上述等式获得试样的孔隙体积为353400mm³，孔隙体积与试样的总体积的比值即为孔隙率的值为20.66％。

S7：测定渗透率试验中流经试样的流量值及进气管中的压力值，其中，渗透率试验中试验装置的状态为：关闭六通阀12的第三阀口，打开第一调压阀13、六通阀12的第一阀口及流量调节阀7，使供气装置14向试样筒17内输送试验气体，试验气体通过第一接管15及进气管，流经试样的空隙，进入出气管，再流经气体质量流量计6后排入外界环境。通过压力传感器9获得的第二设定值，即为进气管内压力值，通过气体质量流量计6(选用型号5000mL的气体质量流量计)测定流经试样的气体流量。

S8：根据渗透率计算公式求取试样的渗透率。其中，渗透率计算公式为：P₀＝101300Pa，Q＝12.83mL/s，L＝300-82.1＝217.9mm，A＝7850mm²，P₁＝101300+30000＝131300Pa；μ＝17.53μPa·s，根据公式计算得出渗透率k＝0.182*10^-12m²。

第一处理单元和第二处理单元将计算结果输送到显示屏上，重复上述步骤多次测试取平均值，确定试样的孔隙率及渗透率。

试验完毕后关闭电源、并关闭装置的所有阀门。打开气缸开关按钮，使活塞杆19升起。把试样筒17与固定座16固定螺钉拧下，将与试样筒17底部连接的进气管拆掉，把试样筒17从框架上取出，卸掉试样筒17内部的试样，将试样筒内部洗干净以备下次试验。

本发明的有益效果是：本发明采用压力传感器9、位移传感器5、气体质量流量计6通过电脑采集，使试验条件易于控制且试验数据读取方便、准确；试验装置集污染泥土孔隙率及渗透率多参数同步测试于一体，经济适用；电磁阀3可改变加压气缸升降的方向，便于试验中装样和拆样；试验数据通过处理器自动采集监测，计算结果处理器通过第一处理单元及第二处理单元编制好的程序编制好的程序自动计算，操作简单方便，工作效率高。本发明设计简单合理、结构紧凑，试验方法操作简便快捷，可为污染泥土实际处理工程中污染物运移提供数据参考和理论指导。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：框架(18)、加压气缸、气体质量流量计(6)、位移传感器(5)、试样筒(17)、六通阀(12)及供气装置(14)；所述加压气缸包括：缸体(4)及活塞杆(19)；所述缸体(4)竖直固定在所述框架(18)的顶部；所述活塞杆(19)端部的活塞头连通出气管；所述出气管上设置气体质量流量计(6)；所述活塞杆(19)上设置位移传感器(5)；所述试样筒(17)设置在所述活塞杆(19)下方，所述试样筒(17)的轴线与所述活塞杆(19)的轴线重合；所述试样筒(17)通过固定座(16)固定在框架(18)的底部，试样筒(17)与固定座(16)螺纹固连，固定座(16)通过螺栓固定在框架(18)的底面，所述试样筒(17)底部连通进气管；所述进气管与排气管、第一接管(15)的一端通过三通相连；所述排气管上设置有排气管阀门；所述第一接管(15)的另一端与所述六通阀(12)的第一阀口相连；所述六通阀(12)的第二阀口与所述压力传感器(9)连通；所述六通阀(12)的第三阀口通过第二接管(11)与气体标准室(10)相连；所述六通阀(12)的第四阀口通过第一输气管连通供气装置(14)；所述第一输气管上设置有第一调压阀(13)。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：

所述试验装置还包括气缸驱动装置，所述气缸驱动装置包括:高纯氮气瓶(1)、第二调压阀(2)及电磁阀(3)；所述高纯氮气瓶(1)通过第二输气管与所述缸体(4)的气室连通；所述第二调压阀(2)设置在所述第二输气管上；所述电磁阀(3)设置在所述的第二调压阀(2)与所述缸体(4)之间。

3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于：

所述试验装置还包括电控箱(8)；所述电控箱(8)包括：第一调节旋钮、第二调节旋钮、第三调节旋钮、处理器及显示屏；所述第一调节旋钮通过逻辑电路与所述第一调压阀连通；所述第二调节旋钮通过逻辑电路与所述第二调压阀连通；所述第三调节旋钮通过逻辑电路与所述流量调节阀连通；所述处理器通过逻辑电路与所述位移传感器(5)、压力传感器(9)及气体质量流量计(6)连通；所述显示屏与所述处理器连通，用于显示所述第一处理单元以及第二处理单元的输出信息；

所述处理器包括：第一处理单元及第二处理单元；所述第一处理单元接收所述位移传感器(5)的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第一处理单元接收所述压力传感器(9)获得的第一设定值信息及所述试验后的压力值信息；运用波义耳定律生成所述试样的孔隙体积信息；根据所述试样的总体积信息及所述试样的孔隙体积信息生成所述孔隙率的值信息；

所述第二处理单元接收所述位移传感器的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第二处理单元接收所述压力传感器(9)获得的第二设定值信息及所述气体质量流量计(6)获得的所述流量值信息；所述第二处理单元根据所述试样的长度信息及截面积信息、所述出气管内压力值信息、气体粘滞系数信息、所述第二设定值信息及所述流量值信息，运用所述渗透率计算公式生成所述试样的渗透率值信息。

4.一种污染泥土孔隙率及渗透率测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：按照设计的试验方案制备试样，并使试样充分拌匀；

S2：在所述试样筒(17)内壁涂抹一层凡士林，将试样分层填装到所述试样筒(17)内，调节第二调节旋钮使所述加压气缸将试样压紧密实；

S3：通过所述位移传感器(5)测定所述活塞杆(19)压下的位移值；

S4：打开所述第四阀口，关闭所述第一阀口和所述排气管阀门，打开所述第三阀口，调节所述第一调节旋钮使试验装置内压力达到恒定，关闭所述第四阀口，并监测该压力值作为平衡前压力；

S5：缓慢打开第一阀口，使试验气体进入所述试样筒内，测定平衡后所述试验装置内压力，标定试验装置在平衡前和平衡后的容积；

S6：根据所述波义耳定律求取所述试样的孔隙体积，即平衡前所述试验装置内的容积与压力的乘积等于平衡后所述试验装置内的容积与压力的乘积，通过上述等式获得所述试样的孔隙体积；所述孔隙体积与试样的总体积的比值即为所述孔隙率的值；

S7：打开所述流量调节阀(7)，关闭所述排气管阀门，关闭所述第三阀口，打开所述第一阀口和所述第四阀口，调节所述第一调节旋钮使试验装置内压力达到恒定，测定试验中流经所述试样的流量值及所述进气管中的压力值；

S8：根据渗透率计算公式求取所述试样的渗透率。

5.如权利要求4所述的测试方法，其特征在于：

所述渗透率计算公式为：k为渗透率，单位为m²；P₀为出气管内压力值(即为大气压)，单位为Pa；Q为流经所述试样的试验气体流量，单位为mL/s；L为试样长度，单位为m；A为试样横截面积，单位为m²；P₁为进气管内压力值，单位为Pa；μ为气体粘滞系数，单位为μPa·s；所述试验气体流量Q通过所述气体质量流量计监测获得；所述试样的长度值等于所述试样筒台面下部的设定长度值减去所述位移值；所述进气管内压力值P₁等于所述第二设定值与大气压的和。