CN110160929A - 实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪及使用方法，该柔性壁渗透仪由供压系统、围压腔室和渗透溶液储存器系统三部分组成，供压系统由空气压缩机提供腔室围压及试样的顶端、底端反压；围压腔室包括加压底座、透水石、滤纸、试样和加压帽，试样外套乳胶膜，其两端用止水橡胶圈固定在加压底座和加压帽上；渗透溶液储存器连接在供压系统与围压腔室之间，用以存储和收集进行渗透的两种溶液，防腐防渗的橡胶膜将两种溶液隔开，避免发生混合及污染供液管；本发明的供压系统与围压腔室之间的渗透溶液储存器系统实现了同一压力状态下试样在不同溶液渗透过程中渗透系数的测定，弥补了现有柔性壁渗透仪功能上的不足，更好地模拟了实际工程情况。
Description
技术领域
本发明属于渗透实验器材制造技术领域，具体涉及一种实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪及使用方法。
背景技术
在环境岩土工程领域，渗透经过土体的液体可能不止一种，尤其是污染场地周边，可能是干净地下水、重金属污染液、有机污染液中的一种或几种同时或分先后渗透经过土体，所以在室内开展多种溶液连续经过土体的渗透试验，对于了解实际工程土体渗透情况，如隔离墙土体防渗，具有重要的指导意义。目前常用的渗透仪包括刚性壁渗透仪和柔性壁渗透仪。刚性壁渗透仪设备简单，可控制竖向荷载及监测试样竖向变形，试验用时较短，在岩土工程中使用较为广泛；但刚性壁渗透仪在试验过程中，试样侧面与刚性侧壁间易发生侧漏，造成渗透系数偏大；而柔性壁渗透仪可以很好地避免试样侧面发生侧漏，且可对试样进行反压饱和，所以在测定土体渗透系数时优先采用柔性壁渗透仪。可是现有的柔性壁渗透仪无法满足多种溶液连续渗透经过土体的试验需求，即在不改变试样底端反压、顶端反压以及腔室围压的情况下，由一种渗透溶液转换至另一种渗透溶液继续进行渗透试验，所以现有的渗透仪器无法真实模拟土体的渗透情况。基于以上背景，目前亟需研制出一种可实现多种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪。
本发明的第二个目的是提供上述柔性壁渗透仪的使用方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪，其由供压系统、围压腔室和渗透溶液储存器系统三部分组成，渗透溶液储存器系统设置在供压系统和围压腔室之间。
其中，渗透溶液储存器系统由出渗溶液储存器和入渗溶液储存器组成，出渗溶液储存器和入渗溶液储存器中均设置一层防腐防渗的橡胶膜，防腐防渗的橡胶膜两端为不同种类溶液，入渗溶液储存器连接在试样底端反压供液管和进水管路控制阀之间，出渗溶液储存器连接在试样顶端反压供液管和排水管路控制阀之间，出渗溶液储存器和入渗溶液储存器中的第一种入渗溶液与试样底端反压供液管和试样顶端反压供液管中的溶液类型一致，第一种入渗溶液入渗控制阀与第二种入渗溶液入渗控制阀分别决定第一种入渗溶液与第二种入渗溶液的入渗，第一种入渗溶液出渗控制阀保证试样进行反压饱和，第二种入渗溶液出渗控制阀决定第二种入渗溶液的出渗溶液的收集，出渗溶液储存器顶部设置通入锥形瓶的管路，通入锥形瓶的管路由第二种入渗溶液采集控制阀控制，锥形瓶定期收集第二种入渗溶液的出渗溶液进行化学分析，第二种入渗溶液在渗透不足时可通过第二种入渗溶液补充控制阀进行立即补充。
围压腔室中自压力室底板以上，分别为加压底座、透水石、滤纸、试样、滤纸、透水石和加压帽，试样外套乳胶膜，乳胶膜两端用止水橡胶圈固定在加压底座和加压帽上，压力室顶盖处设置有围压调节管，排除压力室内气体，压力室底板上布设分别控制试样的顶端排气管路、底端排气管路、进水管路、排水管路以及围压管路并分别设置试样顶端排气管路控制阀、试样底端排气管路控制阀、进水管路控制阀、排水管路控制阀和围压管路控制阀。
供压系统包括空气压缩机，空气压缩机与试样底端反压供液管之间串接试样底端反压空气调压阀和试样底端反压数值压力表，空气压缩机和试样顶端反压供液管之间串接试样顶端反压空气调压阀和试样顶端反压数值压力表，空气压缩机与试样周围压力供液管之间串接试样周围压力空气调压阀和试样周围压力数值压力表。
实际上，入渗溶液储存器可通过增加防腐防渗的橡胶膜的数量，从而实现三种及三种以上不同溶液的连续渗透。
本发明的可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪的使用方法，包括以下步骤：
(一)开始试验
第一步：拧下围压腔室的三个拉杆，取出有机玻璃压力室罩，装样；
第二步：在围压腔室的加压底座上安装一块浸渍透水石，在透水石上面依次铺上滤纸、试样和滤纸，使用承膜筒装上乳胶膜，用止水橡胶圈将乳胶膜固定在加压底座上，试样顶部装上透水石和加压帽，用套在排水管上的止水橡胶圈将乳胶膜和加压帽固定；
第三步：装上有机玻璃压力室罩和压力室顶盖，用拉杆固定牢固；
第四步：向围压腔室注水，转动压力室底部的围压管路控制阀，连通围压腔室和供水装置的管路，打开压力室顶盖上的围压调节管，启动注水泵，将盛水筒中的水注入压力室，待水位漫过压力室顶部时，关闭水泵电源，转动压力室的围压管路控制阀，使压力室和试样周围压力供液管相连，关闭围压调节管；
第五步：在压力室中作用一个较小的周围压力(10～20kPa)，打开周围压力的供气阀，旋转试样周围压力空气调压阀，使周围压力显示达到预定值，施加试样的周围压力；按周围压力施加的办法，打开第一种入渗溶液入渗控制阀，利用试样顶端反压供液管和试样底端反压供液管在试样上部和下部施加更小的压力，使整个水力系统的水都流动起来，然后打开试样顶端排气管路控制阀和试样底端排气管路控制阀，排出管线中的可见气泡以及乳胶膜内试样上部和下部的可见气泡；待可见气泡排除后，关闭试样顶端排气管路控制阀和试样底端排气管路控制阀；
第六步：调节压力室内初始周围压力，调节试样顶端、底端反压，给压力室及试样顶端和底端同时缓慢增加相同幅度的压力，保持此状态一定时间，使试样达到饱和状态；
第七步：增加试样底端反压至试验压力值(水力梯度不超过30)，开始进行第一种入渗溶液的渗透，记录试样顶端反压供液管和试样底端反压供液管的初始读数，开始测试渗透系数；每隔1h测试一次通过试样的流量，可以从试样顶端反压供液管和试样底端反压供液管上的刻度读出，同时记录试样底端反压数值压力表和试样顶端反压数值压力表的读数；当符合下列几点规定时，可结束试验：(1)8h内测试的次数不得小于4次；(2)最后连续4次测试中，进口流量与出口流量的比率应该在0.75～1.25之间；(3)最后连续4次测得的流量值不应有明显的上升或下降的趋势；(4)最后连续4次测得的流量值在平均流量值的0.75～1.25倍之间；
第八步：当第一种入渗溶液渗透满足第七步中试验结束的上述规定时，关闭第一种入渗溶液入渗控制阀和第一种入渗溶液出渗控制阀，同时打开第二种入渗溶液入渗控制阀和第二种入渗溶液出渗控制阀，继续第二种入渗溶液的渗透试验，直到满足第七步中试验结束的几点规定，结束试验；在第二种入渗溶液渗透过程中，定期取出渗溶液储存器中收集的第二种入渗溶液的出渗溶液进行化学分析，此时还需要满足以下规定，才能结束试验：(1)渗透试样的溶液通量至少为试样孔隙体积的两倍；(2)渗出/进液间达化学平衡状态，即渗出液的电导率、目标离子浓度、pH值等均在渗进液相应参数的±10％范围内，且随时间增长无明显上升或下降趋势；测试完毕后，缓慢旋转试样底端反压空气调压阀、试样顶端反压空气调压阀以及试样周围压力空气调压阀，直至将试样底、顶端反压及周围压力调到零；
第九步：转动围压管路控制阀，使压力室腔体的水注入盛水筒中，打开压力室顶盖上的围压调节管，压力室中的水排入容器装置，直至压力室中的水全部进入盛水装置，关闭围压调节管；
第十步：拧下压力室的拉杆螺母，取下压力室顶盖和有机玻璃压力室罩，仔细地拆开压力室取出试样，测量并记录试验结束时试样的高度和直径。
(二)计算渗透系数
第一步：渗透系数使用达西定律计算，在本试验进行渗透时，试样顶、底端水压相差1kPa，相当于水头差Δh为10cm；
第二步：渗透系数k根据试验方法的不同，选择不同的计算公式，本发明既可进行常水头试验，也可进行变水头试验，变水头试验中又可选择顶端反压不变与顶端反压增大两种方法；
第三步：标准温度(20℃)下的渗透系数k20可由渗透系数k通过换算公式得到。
(三)结束试验
第一步：卸样，将乳胶膜洗净，用滑石粉保护，以便下次再用；将入渗溶液储存器中的溶液导入相应的容器保存，清洗所有管路，清洗液用专门的容器收集，由专业收集人员带走处理；
第二步：调整试样顶端反压供液管、试样底端反压供液管以及试样周围压力供液管的水位，补充水量，准备下次试验。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明的柔性壁渗透仪在现有柔性壁渗透仪的基础上进行了功能上的补充，在供压系统与围压腔室之间增加了渗透溶液储存器系统；该渗透溶液储存器系统可以入渗和收集重金属、有机物、浓酸、浓碱等单类或复合型的化学溶液，扩大了渗透溶液类型的范围，而且整个渗透试验过程中渗透溶液不会污染供压系统与围压腔室，避免了现有柔性壁渗透仪中存在的化学溶液对于仪器的长期锈蚀问题，提高了柔性壁渗透仪的使用寿命，减轻了试验人员清洗仪器的压力，降低了仪器损坏及残余化学污染液侵害试验人员的风险；在入渗溶液储存器和出渗溶液储存器中用防腐防渗的橡胶膜将两种不同类型的溶液分隔开来，又使两种溶液处于同一压力状态下，使得在进行渗透溶液转换时，不必担心试样顶端、底端反压以及周围压力会发生变化，便于在同一压力状态下测定试样在不同溶液渗透过程中的渗透系数；在进行第二种入渗溶液的渗透试验时，可通过试样底端反压供液管压缩第一种入渗溶液的体积，使防腐防渗的橡胶膜发生变形，实现第二种入渗溶液的渗透，同样地，出渗溶液储存器收集到第二种入渗溶液的出渗溶液，会通过防腐防渗的橡胶膜压缩第一种入渗溶液进入试样顶端反压供液管，因此，第一种入渗溶液与第二种入渗溶液的入渗量和出渗量均可以通过试样底端反压供液管和试样顶端反压供液管上的刻度读出，而且两种入渗溶液不会发生混合，更不会污染试样底端反压供液管和试样顶端反压供液管；出渗溶液储存器外接管路通向大气，便于试验人员定期用锥形瓶收集第二种入渗溶液的出渗溶液进行化学分析；通过增加入渗溶液储存器中防腐防渗的橡胶膜的数量，可实现三种及三种以上不同溶液的连续渗透。
附图说明
图1为本发明的实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪的结构示意图。
图2为入渗或出渗溶液储存器顶部的俯视示意图。
图3为入渗或出渗溶液储存器底部的俯视示意图。
附图标记：1-围压腔室，2-加压底座，3-透水石，4-滤纸，5-试样，6-加压帽，7-乳胶膜，8-止水橡胶圈，9-试样顶端排气管路控制阀，10-试样底端排气管路控制阀，11-锥形瓶，12-出渗溶液储存器，13-第二种入渗溶液的出渗溶液，14-防腐防渗的橡胶膜，15-第一种入渗溶液，16-第二种入渗溶液补充控制阀，17-第一种入渗溶液入渗控制阀，18-第二种入渗溶液入渗控制阀，19-第一种入渗溶液出渗控制阀，20-第二种入渗溶液出渗控制阀，21-第二种入渗溶液采集控制阀，22-进水管路控制阀，23-排水管路控制阀，24-围压管路控制阀，25-围压调节管，26-试样周围压力供液管，27-试样顶端反压供液管，28-试样底端反压供液管，29-试样底端反压空气调压阀，30-试样顶端反压空气调压阀，31-试样周围压力空气调压阀，32-试样底端反压数值压力表，33-试样顶端反压数值压力表，34-试样周围压力数值压力表，35-空气压缩机，36-压力室底板，37-压力室顶盖，38-入渗溶液储存器和39-第二种入渗溶液。
具体实施方式
本发明提供了一种实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪及使用方法。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例：
本实施例的可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪包括如下结构部件：围压腔室1、加压底座2、透水石3、滤纸4、试样5、加压帽6、乳胶膜7、止水橡胶圈8、试样顶端排气管路控制阀9、试样底端排气管路控制阀10、锥形瓶11、出渗溶液储存器12、第二种入渗溶液的出渗溶液13、防腐防渗的橡胶膜14、第一种入渗溶液15、第二种入渗溶液补充控制阀16、第一种入渗溶液入渗控制阀17、第二种入渗溶液入渗控制阀18、第一种入渗溶液出渗控制阀19、第二种入渗溶液出渗控制阀20、第二种入渗溶液采集控制阀21、进水管路控制阀22、排水管路控制阀23、围压管路控制阀24、围压调节管25、试样周围压力供液管26、试样顶端反压供液管27、试样底端反压供液管28、试样底端反压空气调压阀29、试样顶端反压空气调压阀30、试样周围压力空气调压阀31、试样底端反压数值压力表32、试样顶端反压数值压力表33、试样周围压力数值压力表34、空气压缩机35、压力室底板36、压力室顶盖37、入渗溶液储存器38和第二种入渗溶液39。
如图1至图3所示，本实施例的可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪由供压系统、围压腔室1、渗透溶液储存器系统三部分组成，渗透溶液储存器系统设置在供压系统和围压腔室1之间。
其中，渗透溶液储存器系统由出渗溶液储存器12和入渗溶液储存器38组成，出渗溶液储存器12和入渗溶液储存器38中均设置一层防腐防渗的橡胶膜14，防腐防渗的橡胶膜14两端为不同种类溶液，入渗溶液储存器38连接在试样底端反压供液管28和进水管路控制阀22之间，出渗溶液储存器12连接在试样顶端反压供液管27和排水管路控制阀23之间，出渗溶液储存器12和入渗溶液储存器38中的第一种入渗溶液15与试样底端反压供液管28和试样顶端反压供液管27中的溶液类型一致，第一种入渗溶液入渗控制阀17与第二种入渗溶液入渗控制阀18分别决定第一种入渗溶液15与第二种入渗溶液39的入渗，第一种入渗溶液出渗控制阀19保证试样5进行反压饱和，第二种入渗溶液出渗控制阀20决定第二种入渗溶液的出渗溶液13的收集，出渗溶液储存器12顶部设置通入锥形瓶11的管路，通入锥形瓶11的管路由第二种入渗溶液采集控制阀21控制，锥形瓶11定期收集第二种入渗溶液的出渗溶液13进行化学分析，第二种入渗溶液39在渗透不足时可通过第二种入渗溶液补充控制阀16进行立即补充。
围压腔室1中自压力室底板36以上，分别为加压底座2、透水石3、滤纸4、试样5、滤纸4、透水石3和加压帽6，试样5外套乳胶膜7，乳胶膜7两端用止水橡胶圈8固定在加压底座2和加压帽6上，压力室顶盖37处设置有围压调节管25，排除压力室内气体，压力室底板36上布设分别控制试样5的顶端排气管路、底端排气管路、进水管路、排水管路以及围压管路，并分别设置试样顶端排气管路控制阀9、试样底端排气管路控制阀10、进水管路控制阀22、排水管路控制阀23和围压管路控制阀24。
供压系统包括空气压缩机35，空气压缩机35与试样底端反压供液管28之间串接试样底端反压空气调压阀29和试样底端反压数值压力表32，空气压缩机35和试样顶端反压供液管27之间串接试样顶端反压空气调压阀30和试样顶端反压数值压力表33，空气压缩机35与试样周围压力供液管26之间串接试样周围压力空气调压阀31和试样周围压力数值压力表34。
本实施例的可实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪的使用方法包括如下步骤：
(一)开始试验
第一步：拧下围压腔室1的三个拉杆，取出有机玻璃压力室罩，装样；
第二步：在围压腔室1的加压底座2上安装一块浸渍透水石3，在透水石3上面依次铺上滤纸4、试样5和滤纸4，使用承膜筒装上乳胶膜7，用止水橡胶圈8将乳胶膜7固定在加压底座2上，试样5顶部装上透水石3和加压帽6，用套在排水管上的止水橡胶圈8将乳胶膜7和加压帽6固定；
第三步：装上有机玻璃压力室罩和压力室顶盖37，用拉杆固定牢固；
第四步：向围压腔室1注水，转动压力室底部的围压管路控制阀24，连通围压腔室1和供水装置的管路，打开压力室顶盖37上的围压调节管25，启动注水泵，将盛水筒中的水注入压力室，待水位漫过压力室顶部时，关闭水泵电源，转动压力室的围压管路控制阀24，使压力室和试样周围压力供液管26相连，关闭围压调节管25；
第五步：在压力室中作用一个较小的周围压力(10～20kPa)，打开周围压力的供气阀，旋转试样周围压力空气调压阀31，使周围压力显示达到预定值，施加试样5的周围压力；按周围压力施加的办法，打开第一种入渗溶液入渗控制阀17，利用试样顶端反压供液管27和试样底端反压供液管28在试样5上部和下部施加更小的压力，使整个水力系统的水都流动起来，然后打开试样顶端排气管路控制阀9和试样底端排气管路控制阀10，排出管线中的可见气泡以及乳胶膜7内试样5上部和下部的可见气泡；待可见气泡排除后，关闭试样顶端排气管路控制阀9和试样底端排气管路控制阀10；
第六步：调节压力室内初始周围压力，调节试样5顶端、底端反压，给压力室及试样5顶端和底端同时缓慢增加相同幅度的压力，保持此状态一定时间，使试样5达到饱和状态；
第七步：增加试样5底端反压至试验压力值(水力梯度不超过30)，开始进行第一种入渗溶液15的渗透，记录试样顶端反压供液管27和试样底端反压供液管28的初始读数，开始测试渗透系数；每隔1h测试一次通过试样5的流量，可以从试样顶端反压供液管27和试样底端反压供液管28上的刻度读出，同时记录试样底端反压数值压力表32和试样顶端反压数值压力表33的读数；当符合下列几点规定时，可结束试验：(1)8h内测试的次数不得小于4次；(2)最后连续4次测试中，进口流量与出口流量的比率应该在0.75～1.25之间；(3)最后连续4次测得的流量值不应有明显的上升或下降的趋势；(4)最后连续4次测得的流量值在平均流量值的0.75～1.25倍之间；
第八步：当第一种入渗溶液15渗透满足第七步中试验结束的几点规定时，关闭第一种入渗溶液入渗控制阀17和第一种入渗溶液出渗控制阀19，同时打开第二种入渗溶液入渗控制阀18和第二种入渗溶液出渗控制阀20，继续第二种入渗溶液39的渗透试验，直到满足第七步中试验结束的几点规定，结束试验；在第二种入渗溶液39渗透过程中，定期取出渗溶液储存器12中收集的第二种入渗溶液的出渗溶液13进行化学分析，此时还需要满足以下规定，才能结束试验：(1)渗透试样的溶液通量至少为试样孔隙体积的两倍；(2)渗出/进液间达化学平衡状态，即渗出液的电导率、目标离子浓度、pH值等均在渗进液相应参数的±10％范围内，且随时间增长无明显上升或下降趋势；测试完毕后，缓慢旋转试样底端反压空气调压阀29、试样顶端反压空气调压阀30以及试样周围压力空气调压阀31，直至将试样5底端、顶端反压及周围压力调到零；
第九步：转动围压管路控制阀24，使压力室腔体的水注入盛水筒中，打开压力室顶盖37上的围压调节管25，压力室中的水排入容器装置，直至压力室中的水全部进入盛水装置，关闭围压调节管25；
第十步：拧下压力室的拉杆螺母，取下压力室顶盖37和有机玻璃压力室罩，仔细地拆开压力室取出试样5，测量并记录试验结束时试样的高度和直径。
(二)计算渗透系数
第一步：渗透系数使用达西定律计算，在本试验进行渗透时，试样顶、底端水压相差1kPa，相当于水头差Δh为10cm；
第二步：渗透系数k根据试验方法的不同，选择不同的计算公式，本发明既可进行常水头试验，也可进行变水头试验，变水头试验中又可选择顶端反压不变与顶端反压增大两种方法；
第三步：标准温度(20℃)下的渗透系数k20可由渗透系数k通过换算公式得到。
(三)结束试验
第一步：卸样，将乳胶膜洗净，用滑石粉保护，以便下次再用；将入渗溶液储存器中的溶液导入相应的容器保存，清洗所有管路，清洗液用专门的容器收集，由专业收集人员带走处理；
第二步：调整试样顶端反压供液管、试样底端反压供液管以及试样周围压力供液管的水位，补充水量，准备下次试验。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪，其特征在于：其由供压系统、围压腔室(1)和渗透溶液储存器系统组成，所述渗透溶液储存器系统设置在所述供压系统和所述围压腔室(1)之间；
所述渗透溶液储存器系统由出渗溶液储存器(12)和入渗溶液储存器(38)组成，所述出渗溶液储存器(12)和入渗溶液储存器(38)中均设置一层防腐防渗的橡胶膜(14)，所述防腐防渗的橡胶膜(14)两端为不同种类溶液，所述入渗溶液储存器(38)连接在试样底端反压供液管(28)和进水管路控制阀(22)之间，所述出渗溶液储存器(12)连接在试样顶端反压供液管(27)和排水管路控制阀(23)之间，所述出渗溶液储存器(12)和入渗溶液储存器(38)中的第一种入渗溶液(15)与试样底端反压供液管(28)和试样顶端反压供液管(27)中的溶液类型一致，第一种入渗溶液入渗控制阀(17)与第二种入渗溶液入渗控制阀(18)分别决定第一种入渗溶液(15)与第二种入渗溶液(39)的入渗，第一种入渗溶液出渗控制阀(19)保证试样(5)进行反压饱和，第二种入渗溶液出渗控制阀(20)决定第二种入渗溶液的出渗溶液(13)的收集，所述出渗溶液储存器(12)顶部设置通入锥形瓶(11)的管路，所述通入锥形瓶(11)的管路由第二种入渗溶液采集控制阀(21)控制，所述锥形瓶(11)定期收集第二种入渗溶液的出渗溶液(13)进行化学分析，所述第二种入渗溶液(39)在渗透不足时通过第二种入渗溶液补充控制阀(16)进行补充；
所述围压腔室(1)包括压力室底板(36)、加压底座(2)、透水石(3)、滤纸(4)、试样(5)、加压帽(6)、乳胶膜(7)、止水橡胶圈(8)和压力室顶盖(37)，所述压力室底板(36)、所述加压底座(2)、所述透水石(3)、所述滤纸(4)、所述试样(5)和所述加压帽(6)自下至上设置，所述滤纸(4)对称设置在所述试样(5)两侧，所述透水石(3)对称设置在所述滤纸(4)两侧，所述试样(5)外套所述乳胶膜(7)，所述乳胶膜(7)两端采用所述止水橡胶圈(8)固定在所述加压底座(2)和所述加压帽(6)上，所述压力室顶盖(37)处设置有围压调节管(25)，以便排除压力室内的气体；所述压力室底板(36)上布设分别控制试样(5)的顶端排气管路、底端排气管路、进水管路、排水管路以及围压管路，并分别设置试样顶端排气管路控制阀(9)、试样底端排气管路控制阀(10)、进水管路控制阀(22)、排水管路控制阀(23)和围压管路控制阀(24)；
所述供压系统包括空气压缩机(35)，所述空气压缩机(35)与试样底端反压供液管(28)之间串接试样底端反压空气调压阀(29)和试样底端反压数值压力表(32)，所述空气压缩机(35)和试样顶端反压供液管(27)之间串接试样顶端反压空气调压阀(30)和试样顶端反压数值压力表(33)，所述空气压缩机(35)与试样周围压力供液管(26)之间串接试样周围压力空气调压阀(31)和试样周围压力数值压力表(34)。
2.根据权利要求1所述的实现两种溶液连续渗透的柔性壁渗透仪的使用方法，其特征在于：其包括如下步骤：
第一步：安装试样(5)，将试样(5)设置在上下两层透水石(3)之间，试样(5)与透水石(3)之间放置滤纸(4)，试样(5)外套乳胶膜(7)，乳胶膜(7)两端用止水橡胶圈(8)固定在加压底座(2)和加压帽(6)上；
第二步：向围压腔室(1)中注水，排除围压腔室(1)内多余的空气；
第三步：调节试样周围压力空气调压阀(31)、试样顶端反压空气调压阀(30)和试样底端反压空气调压阀(29)，排除试样(5)中的气泡；
第四步：同步增加试样(5)的周围压力、底端反压以及顶端反压，完成试样(5)的反压饱和；
第五步：增大试样(5)底端反压至所需水力梯度，开始进行第一种入渗溶液(15)的渗透试验，当满足试验结束规定时，关闭第一种入渗溶液入渗控制阀(17)及第一种入渗溶液出渗控制阀(19)，同时打开第二种入渗溶液入渗控制阀(18)及第二种入渗溶液出渗控制阀(20)，开始进行第二种入渗溶液(39)的渗透试验，直到满足试验结束规定；
第六步：试验结束后，先内后外卸除压力，排出围压腔室(1)中的溶液，记录试验结束时试样(5)的直径和高度，计算渗透系数。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110542636A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-06 | 浙江工业大学 | 部分饱和的水泥基材料渗透系数测定方法及其试验装置 |
| CN111077056A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种可施加反压的出流收集装置 |
| CN111337412A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-06-26 | 宿州学院 | 一种多功能自动化柔性壁渗透试验仪及其试验方法 |
| CN112213249A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | 南京林业大学 | 一种碳化影响下碱性固化样的气体渗透性试验装置及操作方法 |
| CN112268816A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-26 | 浙大城市学院 | 一种gds三轴仪不排水条件下的反压控制系统及其操作方法 |
| CN112268844A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-26 | 浙大城市学院 | 一种gds三轴仪排水条件下的渗流侵蚀控制系统及试验方法 |
| CN112858139A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-05-28 | 合肥工业大学 | 分级围压下无限体积注入的多联柔性壁渗透仪及试验方法 |
| CN113758850A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-07 | 安徽省荟资建设工程有限公司 | 实现干湿循环下温度-应力一体化控制的柔性壁渗透仪 |
| CN114076725A (zh) * | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 必照岩土科技(南京)有限公司 | 应力场-温度场耦合的柔性壁土柱化学渗透装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013228384A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Daiki Rika Kogyo Kk | 浸入計 |
| CN103760088A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-30 | 西安科技大学 | 破碎岩石三轴渗流试验系统及方法 |
| CN104034306A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-09-10 | 同济大学 | 垃圾填埋场下卧土体局部沉陷及衬垫变形试验箱 |
| CN104458533A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 南京市建筑安装工程质量检测中心 | 柔性壁渗透仪及其使用方法 |
| CN105806766A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 兰州大学 | 一种可测体变的柔性壁渗透仪 |
| CN107300522A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-10-27 | 温州大学 | 多联柔性壁渗透仪 |
-
2019
- 2019-05-22 CN CN201910430666.3A patent/CN110160929B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013228384A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Daiki Rika Kogyo Kk | 浸入計 |
| CN103760088A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-04-30 | 西安科技大学 | 破碎岩石三轴渗流试验系统及方法 |
| CN104034306A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-09-10 | 同济大学 | 垃圾填埋场下卧土体局部沉陷及衬垫变形试验箱 |
| CN104458533A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-03-25 | 南京市建筑安装工程质量检测中心 | 柔性壁渗透仪及其使用方法 |
| CN105806766A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 兰州大学 | 一种可测体变的柔性壁渗透仪 |
| CN107300522A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-10-27 | 温州大学 | 多联柔性壁渗透仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王维: "双管线柔性壁渗透仪用于水泥土渗透特性的测试", 《土工基础》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110542636B (zh) * | 2019-09-26 | 2024-04-16 | 浙江工业大学 | 部分饱和的水泥基材料渗透系数测定方法及其试验装置 |
| CN110542636A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-06 | 浙江工业大学 | 部分饱和的水泥基材料渗透系数测定方法及其试验装置 |
| CN111077056A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-28 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种可施加反压的出流收集装置 |
| CN111337412A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-06-26 | 宿州学院 | 一种多功能自动化柔性壁渗透试验仪及其试验方法 |
| CN114076725A (zh) * | 2020-08-14 | 2022-02-22 | 必照岩土科技(南京)有限公司 | 应力场-温度场耦合的柔性壁土柱化学渗透装置及方法 |
| CN112268816A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-26 | 浙大城市学院 | 一种gds三轴仪不排水条件下的反压控制系统及其操作方法 |
| CN112268844A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-26 | 浙大城市学院 | 一种gds三轴仪排水条件下的渗流侵蚀控制系统及试验方法 |
| CN112213249B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-05-17 | 南京林业大学 | 一种碳化影响下碱性固化样的气体渗透性试验装置及操作方法 |
| CN112213249A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | 南京林业大学 | 一种碳化影响下碱性固化样的气体渗透性试验装置及操作方法 |
| CN112858139A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-05-28 | 合肥工业大学 | 分级围压下无限体积注入的多联柔性壁渗透仪及试验方法 |
| CN112858139B (zh) * | 2021-03-04 | 2023-10-27 | 合肥工业大学 | 分级围压下无限体积注入的多联柔性壁渗透仪及试验方法 |
| CN113758850A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-07 | 安徽省荟资建设工程有限公司 | 实现干湿循环下温度-应力一体化控制的柔性壁渗透仪 |
| CN113758850B (zh) * | 2021-09-02 | 2024-03-15 | 安徽省荟资建设工程有限公司 | 实现干湿循环下温度-应力一体化控制的柔性壁渗透仪 |
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