CN110595977A - 一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置及试验方法，属于岩土力学实验领域；内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广；本发明提供一种气水耦合压力测试沙土渗透性的试验装置与方法，试样置于试样仓内，通过量取试样仓内溢出液体的体积和温度，计算获取试样渗透系数；试验装置结构简单，装配容易；对试验环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土渗透性的难题，实用性强，便于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及岩土力学实验领域，具体为一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置及试验方法。
背景技术
随着我国基建的飞速发展越来越多的岩土工程正在开展，岩土工程中岩土的物理力学特性是设计和施工的基本依据。岩土材料是多孔多相介质，如何快速有效的测量岩土的物理力学特性对于指导岩土工程项目的实施具有重要作用。如沙土具有孔隙率大、稳定性差等特点，地下水通常可以在沙土中流动，带来岩土施工中流沙难以控制等问题，造成财产损失和人员伤亡。
虽然国际上对沙土稳定性问题和地下水与岩土工程的稳定性进行了大量研究，沙土的渗透性测试技术也比较成熟，但岩土体是自然体，内部岩土物理力学特性变化难以精确预测，且实验室测定程序繁琐、对实验员要求高等限制了现场测试的推广。因此，寻找一种简便高效的沙土渗透性测试方法具有非常强的实用价值。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺点，提供一种气水耦合压力测试沙土渗透性的试验装置与方法，以确定现场沙土的渗透性系数。
一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，包括渗流装置和测流量装置，其中：渗流装置包括试样仓和测压管，试样仓靠近顶部的侧壁设有出水口，试样仓下部靠近底座的侧壁设有进水口和测压管，进水口和测压管分布于试样仓两侧；试样仓内放置试样和两份粗石子，试样置于两份粗石子之间，一份粗石子置于试样仓底部，另一份置于试样的顶部；试样仓内设置两个分隔试样与粗石子滤片，试样底部的滤片在试样仓内的位置高于进水口和测压管，测压管竖直放置于试样仓一侧，测压管顶端设有测量测压管内部气压的气压表；测流量装置包括量取试样仓内溢出液体体积的量筒，量筒置于出水口下方。
进一步，测压管设有刻度，管体透明。
进一步，置于试样仓侧壁的进水口和测压管的管口高度相同。
进一步，进水口和出水口连接进出水的软管。
进一步，试样仓底部设置稳定试样仓的底座。
一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验方法，包括如下步骤：
第一步，将粗石子放入试样仓的底部，确保粗石子顶面高于试样仓底部的进水口和测压管的管口，将滤网放置于试样仓底部粗石子顶面，确保滤片水平放置。
第二步，将试样装入试样仓内，置于底部的滤网上，试样顶面平整，且试样的高度为试样仓内径的2~2.5倍，试样顶部放置滤片，滤片顶部放置一层粗石子。
第三步，控制水流以稳定流速从进水口缓慢流入测压管和试样仓内，等到出水口流出的水流和测压管内水柱高度均保持稳定，记录测压管的水位和出水口的水位的高度差Hd。
第四步，将量筒放置到出水口下方，同时开启计时器计时，待量筒内水量达到预设值时，移走量筒并同时停止计时，记录量筒内的水的体积Q、计时器显示的达到本次水量预设值的时间t、气压表读数P。
第五步，重复上一步骤两次，利用渗透系数公式k=v/i计算试样的渗透系数，其中，，γw为水的容重，A为试样仓内部的横截面积，L为试样仓内试样的高度。
进一步，第三步至第五步的操作中，水流保持恒定流速流入测压管和试样仓内。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
试验装置结构简单，装配容易；本发明对试验环境要求低且易实施，克服了现场难以测定沙土渗透性的难题。实用性强，便于推广使用。
附图说明
图1是本发明提供的气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置的结构示意图。
图中：1-底座，2-试样仓，3-测压管，4-进水口，5-出水口，6-滤片，7-粗石子，8-软管，9-计时器，10-气压表，11-量筒，12-水温计，13-试样，14-刻度。
具体实施方式
以下为进一步说明本发明的内容、特点及功效，参照附图和实施例对本发明作详细说明。
如图1所示：本发明提供了一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，包括：渗流装置和测流量装置，渗流装置包括试样仓2和测压管3，测压管3设有刻度，且管体透明；试样仓2靠近顶部的侧壁设有出水口5，试样仓2底部设置底座1，在测试过程中保持试样仓2的稳定性，试样仓2靠近底座1的侧壁设有进水口4和测压管3，进水口4和出水口5连接进出水的软管8，进水口4和测压管3的管口高度相同；试样仓2内放置试样13和两份粗石子7，试样13置于两份粗石子7之间，一份粗石子7置于试样仓2底部，另一份置于试样13的顶部；试样仓2内设置两个滤片6，两个滤片6分别置于试样13与粗石子之间，分隔试样13与粗石子7，靠近进水口4的试样13底部的滤片6在试样仓2内的位置高于进水口4和测压管3的管口；测压管3竖直放置于试样仓2一侧，测压管3顶端设有测量测压管3内部气压的气压表10；测流量装置包括量取试样仓2内溢出液体体积的量筒11，量筒11置于出水口5下方，出水口5通过软管8将试样仓2溢出液体导流至量筒11。
一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验方法，包括如下步骤：
第一步，将粗石子7放入试样仓2的底部，确保粗石子7顶面高于试样仓2底部的进水口4和测压管3的管口，将滤网6置于试样仓2底部粗石子7顶面，确保滤片6水平放置，确保试验中下部滤片底部水压与同平面测管处水压相等，粗石子可以起到支撑底部空间的作用，使水可以流动，粗石子的渗透性忽略不计。
第二步，将试样13装入试样仓2内，并置于底部的滤网6上，试样13顶面平整，试样13的高度为试样仓2内径的2~2.5倍，试样13顶部放置滤片6，滤片6顶部放置一层粗石子；顶部添加滤网和粗石子，使试样13在试验过程中完全保存在试样仓2内，不会顺着水流从出水口流出，确保试验过程中试样13的总量保持不变。
第三步，控制水流以稳定流速从进水口4缓慢流入测压管3和试样仓2内,等到出水口5流出的水流和测压管3内水柱高度均保持稳定，记录测压管3的水位和出水口5的水位的高度差Hd。
第四步，将量筒11放置到出水口5下方，同时开启计时器9进行计时，待量筒11内水量达到预设值时，移走量筒11并同时停止计时，记录量筒11内的水的体积Q、计时器显示的达到本次水量预设值的时间t、气压表读数P；水量的预设值通常选定为300ml左右。
第五步，重复上一步骤两次，利用渗透系数公式k=v/i计算试样13的渗透系数，其中,，γw为水的容重，A为试样仓2内部的横截面积，L为试样仓2内试样13的高度。
上述第三步至第五步的操作中，水流始终保持恒定流速流入测压管3和试样仓2内。
需要说明的是：经试验证明，在室温环境下，同一种试样根据不同的水量预设值进行试验，达到水量预设值的时间不相同，经计算获得试样的渗透系数相同，因此可以认为不同的水量预设值对试样渗透系数没有影响，故前述第四步与第五步中所述水量预设值取值不同对同一试样无影响。
应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，其特征在于：包括渗流装置和测流量装置，其中：所述渗流装置包括试样仓（2）和测压管（3），所述试样仓（2）靠近顶部的侧壁设有出水口（5），试样仓（2）下部靠近底座（1）的侧壁设有进水口（4）和测压管（3），进水口（4）和测压管（3）分布于试样仓（2）两侧；所述试样仓（2）内放置试样（13）和两份粗石子（7），试样（13）置于两份粗石子（7）之间，一份粗石子（7）置于试样仓（2）底部，另一份置于试样（13）的顶部；所述试样仓（2）内设置两个分隔试样（13）与粗石子（7）的滤片（6），试样（13）底部的滤片（6）在试样仓（2）内的位置高于进水口（4）和测压管（3），测压管（3）竖直放置于试样仓（2）一侧，测压管（3）顶端设有测量测压管（3）内部气压的气压表（10）；
所述测流量装置包括量取试样仓（2）内溢出液体体积的量筒（11），量筒（11）置于出水口（5）下方。
2.根据权利要求1所述的气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，其特征在于：所述测压管（3）设有刻度，管体透明。
3.根据权利要求1所述的气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，其特征在于：所述置于试样仓（2）侧壁的进水口（4）和测压管（3）的管口高度相同。
4.根据权利要求1所述的气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，其特征在于：所述进水口（4）和出水口（5）连接进出水的软管（8）。
5.根据权利要求1所述的气水耦合压力测试沙土渗透性试验装置，其特征在于：所述试样仓（2）底部设置稳定试样仓（2）的底座（1）。
6.一种气水耦合压力测试沙土渗透性试验方法，包括如下步骤：
第一步，将粗石子（7）放入试样仓（2）的底部，确保粗石子（7）顶面高于试样仓（2）底部的进水口（4）和测压管（3）的管口，将滤网（6）放置于试样仓（2）底部粗石子（7）顶面，确保滤片（6）水平放置；
第二步，将试样（13）装入试样仓（2）内，并置于底部的滤网（6）上，试样（13）顶面平整，且试样（13）的高度为试样仓（2）内径的2~2.5倍，试样（13）顶部放置滤片（6），滤片（6）顶部放置一层粗石子；
第三步，控制水流以稳定流速从进水口（4）缓慢流入测压管（3）和试样仓（2）内，等到出水口（5）流出的水流和测压管（3）内水柱高度均保持稳定，记录测压管（3）的水位和出水口（5）的水位的高度差Hd；
第四步，将量筒（11）放置到出水口（5）下方，同时开启计时器（9）计时，待量筒（11）内水量达到预设值时，移走量筒（11）并同时停止计时，记录量筒（11）内的水的体积Q、计时器显示的达到本次水量预设值的时间t、气压表读数P；
第五步，重复上一步骤两次，利用渗透系数公式k=v/i计算试样（13）的渗透系数，其中，，γw为水的容重，A为试样仓（2）内部的横截面积，L为试样仓（2）内试样（13）的高度。
7.根据权利要求6所述的气水耦合压力测试沙土渗透性试验方法，其特征在于：所述第三步至第五步的操作中，水流保持恒定流速流入测压管（3）和试样仓（2）内。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201130143Y (zh) * | 2007-12-19 | 2008-10-08 | 中国核工业华兴建设有限公司 | 多孔介质材料渗透系数测定仪 |
| CN102323196A (zh) * | 2011-05-23 | 2012-01-18 | 申坤 | 三轴渗透试验仪的设计制造及应用 |
| CN104677803A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-03 | 河南理工大学 | 常、变水头复合渗透测试装置 |
| CN205280549U (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 三峡大学 | 一种轻便微扰动常水头岩土体渗透系数测试装置 |
| CN106442260A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 江西理工大学 | 一种测量稀土浸矿过程中渗透系数的方法 |
| CN206146800U (zh) * | 2016-11-12 | 2017-05-03 | 青岛理工大学 | 土的渗透系数测量装置 |
| CN108375532A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-08-07 | 东南大学 | 渗透试验装置及试验方法 |
| CN109612907A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-12 | 太原理工大学 | 破碎煤岩体渗透性测试试验装置及方法 |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201130143Y (zh) * | 2007-12-19 | 2008-10-08 | 中国核工业华兴建设有限公司 | 多孔介质材料渗透系数测定仪 |
| CN102323196A (zh) * | 2011-05-23 | 2012-01-18 | 申坤 | 三轴渗透试验仪的设计制造及应用 |
| CN104677803A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-03 | 河南理工大学 | 常、变水头复合渗透测试装置 |
| CN205280549U (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 三峡大学 | 一种轻便微扰动常水头岩土体渗透系数测试装置 |
| CN106442260A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 江西理工大学 | 一种测量稀土浸矿过程中渗透系数的方法 |
| CN206146800U (zh) * | 2016-11-12 | 2017-05-03 | 青岛理工大学 | 土的渗透系数测量装置 |
| CN108375532A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-08-07 | 东南大学 | 渗透试验装置及试验方法 |
| CN109612907A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-12 | 太原理工大学 | 破碎煤岩体渗透性测试试验装置及方法 |
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