CN202583038U - 柔壁渗透测试仪 - Google Patents

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于波
刘自放
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Abstract

一种测试低渗透性材料渗透性能和有毒有害污水渗滤试验的柔壁渗透测试仪。它由渗透装置、气水隔离供液装置、渗出液计量管、数据采集处理系统和气压源组成。空压机通过供气管路和调压阀分别与渗透装置和气水隔离供液装置连接，渗透装置通过管路分别与气水隔离供液装置和渗出液计量管连接，数据采集处理系统分别通过信号线和传感器与渗透装置和渗出液计量管连接。当压力气供给渗透装置和气水隔离供液装置时，橡胶膜密封试样侧壁，渗透液经试样底部向上渗透至渗出液计量管，仪器自动采集各参数并实时显示试样的渗透系数。该渗透仪能够在不同压力条件下测试不同直径与高度的防渗工程灌浆固结体、浆材结石体及土样的渗透系数以及污水的渗滤试验。

Description

柔壁渗透测试仪
技术领域
本实用新型涉及一种测试低渗透性材料渗透性能和有毒有害污水渗滤试验的仪器，尤其是能检测防渗工程灌浆固结体(钻孔取样)、浆材结石体以及粘性土样在三维或二维应力条件下的渗透系数及其对污水中污染物的渗滤性能。
背景技术
目前，公知的渗透仪有：适用于测试渗透系数大的无粘聚性土的常水头渗透仪和适用于测试渗透系数较小的粘性土的变水头或常水头渗透仪，后者的构造是由上下盖、盛样筒、环刀、上下透水石等组合成。当以一定的水头高度向渗透仪供水时，水将经下透水石、环刀中的试样、上透水石渗出，根据渗出的水量和时间等，依据达西定律求得渗透系数。但是，由于这类渗透仪的环刀为刚性壁，且靠抬高供水容器的高度来提高渗透压力，所以该类仪器很难避免侧壁渗漏，测试结果人为影响大，可提供的渗透压力较小，测试时间长，不适合测定渗透系数小的材料，不能进行防渗工程灌浆固结体(钻孔取样)的渗透系数测定，不能进行有毒有害污水的渗滤试验，不能模拟地下的三维应力状态，而且试样的直径和高度不可选择。
发明内容
为了解决目前渗透仪不能进行防渗工程灌浆固结体(钻孔取样)的渗透系数测定，不能进行有毒有害污水的渗滤试验，不能模拟地下三维应力状态进行渗透性能测试，且侧壁渗漏、渗透压力小、测试时间长等问题，本实用新型提供了一种渗透测试仪，该渗透测试仪不仅能测量灌浆固结体、浆材结石体及粘性土样二维或三维应力状态下的渗透系数，而且可进行防渗材料污水渗滤性能的测试。根据工程需要渗透压力可在10～600kPa范围选择，试样直径在60～100mm间有多种选择，试样高度可在20～150mm内任意选择，测试时间短，测试参数数字化，测试过程自动化，测试结果人为影响小，测试精度高。
本实用新型所采用的技术方案是：该渗透测试仪由渗透装置、气水隔离供液装置、渗出液计量管、数据采集处理系统和气压源等组成。空压机通过供气管路和调压阀分别与渗透装置和气水隔离供液装置连接，向其供气施加围压和渗透压；渗透装置分别通过渗透液管路和渗出液管路与气水隔离供液装置和渗出液计量管连接；数据采集处理系统通过信号线和相应传感器分别与渗透装置和渗出液计量管连接。渗透装置的外筒、顶盖和底座通过连接杆连接形成压力腔罩，压力腔罩的底座通过螺栓与压力腔座连接形成封闭压力腔，以便对试样施加围压；在压力腔内，圆柱形的试样与上下透水石和试样座构成一个测试单元，其侧壁装有筒状柔性橡胶膜，在围压作用下紧贴试样侧壁而避免侧壁渗漏；上下试样座可更换不同直径，以适应不同直径试样的测试；上试样座通过垫叉与支撑盘连接，支撑盘连接到固定在压力腔座上的支撑杆上，并可沿支撑杆上下调节，以适应不同高度的试样要求，去掉垫叉可实现三维应力条件下的渗透性能测试；下试样座与压力腔座连接；压力腔座上设有与气水隔离供液装置、渗出液计量管和气压源连接的通道，其中与渗出液计量管相连的通道通过管路与上试样座连通。数据采集处理系统由计算机、数据采集箱和传感器等组成，通过信号线和传感器分别与渗透装置相应的通道和渗出液计量管连接，采集压力、渗出液量和温度等参数，并进行处理和输出。
本实用新型的有益效果是：可以实现在二维或三维应力状态下进行防渗工程灌浆固结体、浆材结石体及粘性土样的渗透系数测试，以及有毒有害污水的渗滤试验。渗透压力、试样直径与高度可根据需要选择，没有侧壁渗漏，测试时间短，对试样规格与表面状态要求低，测试过程自动化，测试结果人为影响小，测试精度高。
附图说明
附图是本实用新型的组成结构示意图。
图中：I.渗透装置，II.气水隔离供液装置，III.气压源，IV.数据采集处理系统，V.渗出液计量管，1.压力腔座，2.渗出液管路，3.底座，4.外筒，5.连接杆，6.顶盖，7.支撑盘，8.垫叉，9.支撑杆，10.上试样座，11、14.透水石，12.试样，13.橡胶膜，15.下试样座，16.渗透液管路，17空压机，18、20.调压阀，19.供气管路，21.温度传感器，22、23.压力传感器，24.渗出液量传感器，25.信号线，26.数据采集箱，27.计算机。
具体实施方式
在附图中，空压机(17)通过供气管路(19)和调压阀(18、20)分别与渗透装置(I)和气水隔离供液装置(II)连接，渗透装置(I)分别通过渗透液管路(16)和渗出液管路(2)与气水隔离供液装置(II)和渗出液计量管(V)连接，数据采集处理系统通过信号线(25)和压力传感器(22、23)、温度传感器(21)连接在渗透装置(I)相应通道上，通过渗出液量传感器(24)连接在渗出液计量管(V)底部。渗透装置(I)的底座(3)、外筒(4)和顶盖(6)通过连接杆(5)连接形成气压力腔罩；采用螺栓将气压力腔罩的底座(3)固定在压力腔座(1)上便形成封闭的气压力腔；圆柱形试样(12)与上下透水石(11、14)和试样座(10、15)构成一个测试单元，其侧壁装有筒状柔性橡胶膜(13)，在围压作用下紧贴试样侧壁而避免侧壁渗漏；上试样座(10)通过垫叉(8)与支撑盘(7)连接，支撑盘(7)与固定在压力腔座(1)上的支撑杆(9)连接，并可沿支撑杆(9)上下调节，以适应不同高度的试样；更换不同直径的上下试样座(10、15)和透水石(11、14)便可进行不同直径试样的渗透性测试。

Claims (3)

1.一种柔壁渗透测试仪，由渗透装置、气水隔离供液装置、渗出液计量管、数据采集处理系统和气压力源组成，其特征是：渗透装置和气水隔离供液装置通过供气管路和调压阀分别与空压机连接，渗透装置分别通过渗透液管路和渗出液管路与气水隔离供液装置和渗出液计量管连接，数据采集处理系统通过信号线和压力传感器、温度传感器与渗透装置连接，通过信号线和渗出液量传感器与渗出液计量管连接。
2.根据权利要求1所述的柔壁渗透测试仪，其特征是：渗透装置的底座、外筒和顶盖通过连接杆连接形成压力腔罩，底座通过螺栓与压力腔座连接形成压力腔，圆柱形试样与其上下的透水石和上下试样座组成测试单元，其侧壁装有筒状柔性橡胶膜，上试样座通过垫叉与支撑盘连接，支撑盘与固定在压力腔座上的支撑杆连接，压力腔座上设有与气水隔离供液装置、渗出液计量管和气压源连接的通道。
3.根据权利要求1所述的柔壁渗透测试仪，其特征是：渗透装置的渗透液通道或管路上连接有压力传感器和温度传感器，围压通道或管路上连接有压力传感器，渗出液计量管下端连接有渗出液量传感器。
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