CN203672756U - 一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，所述的试验装置为可拆卸渗透容器，由渗透排水底座、测压壁、溢流壁及普通壁等组成，各部分两两由螺栓连接，且壁与壁接触部分设有密封垫，在测试完竖向渗透系数之后，通过调整渗透容器壁间的组合，便可方便快捷的开展水平向渗透系数的测量，最大限度的利用现有测试条件和优点，单次制样可直接开展多次不同方向的渗透系数测量，大大提高了测试的精度与效率。

Description

一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程中的土样渗透系数测试技术领域，尤其是涉及各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置。

背景技术

渗透系数表示达西定律中流速与水力梯度线性关系的比例常数，是描述土体透水特性的重要指标，其准确测定直接影响渗流计算结果的正确性和渗流稳定控制方案的合理性。由于土体在天然沉积与固结过程中水平与竖向的应力条件不同，地基土一般为水平向成层的各向异性土，土体在不同方向上的结构存在差异，导致其在水平方向与竖直方向上的渗透系数明显不同。目前在建筑工程设计与施工中也多设定土体在不同方向上的渗透系数均相同，这就给后期的安全运营与维护带来隐患，而室内常规试验中，如常水头试验与变水头试验，仅能够测试垂直于层面的渗透系数。因此准确测定各向异性土体的双向渗透系数具有重要的理论与现实研究价值。 

在本实用新型之前，中国专利CN 201210530675.8公开了一种层状粗粒土体各向异性渗透系数测试系统及测试方法，该测试系统结构与操作过于复杂，其上游供水装置由于采用高压气体源压力出水，较难保证试样装置顶面的水位不变，难以形成稳定渗流，给试验开展带来很大困扰，并且由于试验过程中不易改变水头差，一次装样只能开一次试验，不同方向的渗透系数要在不同制样方式的试验中测定，等等一些问题导致该专利装置试验效率较低。中国专利CN 201210576870.4公开了一种土体水平向渗透系数的测定装置及其方法，该专利装置基于固结渗透试验，运用太沙基轴对称固结理论来推求渗透系数，其中间排水通道为由土工织物组成的吸水单元，土体在压缩固结过程中土工织物易受力变形，导致土体发生侧向膨胀，且排水玻璃管竖直设置致使排水通道中存在积水，土体内表面边界条件改变，加之太沙基固结理论本身存在较多假设等一系列因素，导致该方法测出的水平向渗透系数的可靠性受到很大质疑。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，最大限度的利用现有测试条件和优点，单次制样可直接开展多次不同方向的渗透系数测量，大大提高了测试的精度与效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，为可拆卸渗透容器，其主要由一个渗透排水底座、一个测压壁、一个溢流壁以及四个普通壁等组成，各部分间两两由螺栓连接，且壁与壁接触部分设有密封垫，所述的渗透排水底座上部为多孔板，中间为储水空间，侧壁连接出水管。所述的测压壁的两条对称轴上分别等间距的排列着三个测压孔。所述的溢流壁带有两个溢流孔，分布在距两相交边等距离的对称轴线上。

所述的四个普通壁分为竖向渗透系数测试壁与水平向渗透系数测试壁，前者尺寸为21×10cm，后者尺寸为20×8cm。

所述的可拆卸渗透容器由有机玻璃材质制成，所述的底面渗透排水底座的尺寸22×10cm，测压壁与溢流壁的尺寸均为21×20cm，所述的测压壁的测压孔间距为5cm，所述的溢流壁的溢流孔距顶边0.5cm。

所述的密封垫的相应位置上打有与所穿螺栓直径一致的的孔洞。

根据以上技术方案，本发明可实现的有益效果是：

一次制样，可以多次测量各向异性土体的双向渗透系数，在提高测试精度与效率的同时，最大限度的利用现有试验条件与优点，该试验装置结构简单，制作方便，成本低廉，操作快捷，在为工程实际提供土体必要渗透参数的同时，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、渗透排水底座；2、测压壁；3、溢流壁；4、普通壁；5、测压孔；6、溢流孔；7、固定螺栓；8、密封垫；9、出水孔；10、多孔板；11、储水空间。

具体实施方式

    下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述的各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，为可拆卸渗透容器，为有机玻璃材质制成，其主要由一个渗透排水底座1、一个测压壁2、一个溢流壁3以及四个普通壁4等五个部分组成，所述的四个普通壁4分为竖向渗透系数测试壁4与水平向渗透系数测试壁4，由于安装需要两者尺寸不一样，前者尺寸为21×10cm，后者尺寸为20×8cm，测试一种渗透系数时只需安装两个相同的普通壁4，各部分间两两由螺栓7连接，且壁与壁接触部分设有密封垫8，所述的密封垫8的相应位置上打有与所穿螺栓7直径一致的的孔洞。所述的渗透排水底座1的尺寸22×10cm，上部为多孔板10，中间为储水空间11，侧壁设有出水孔9。所述的测压壁2的两条对称轴上分别等间距的排列着三个测压孔5，测压孔5间距为5cm。所述的溢流3壁带有两个溢流孔6，分布在距两相交边等距离的对称轴线上，溢流孔6距顶边0.5cm。

    在测试各向异性土体的双向渗透系数前，先参照图1所示的结构示意图，用螺栓7将渗透排水底座1、测压壁2、溢流壁3以及两个竖向渗透系数测试壁4组装好，用橡胶塞堵住暂时用不到的孔洞，放入常规常水头渗透系数测试装置中的渗透容器底座上，连接好相关管路，检查试验系统的密闭性是否完好，然后依次按照常规的装样、饱和以及测试方法开展土体竖向渗透系数的测量试验。竖向渗透系数测量结束后，首先将可拆卸渗透容器与周围管路断开，平整试样顶部，安装水平向渗透系数测试壁4，然后翻转可拆卸渗透容器180度，使得之前安装的水平向渗透系数测试壁4位于底面，拆掉位于顶面的渗透排水底座1，换上另一个水平向渗透系数测试壁4。再侧向旋转90度，拆掉于顶面一个竖向渗透系数测试壁4，换上之前拆下来的渗透排水底座1。再反向旋转90度，使得渗透排水底座1位于底面，拆掉上面的竖向渗透系数测试壁4，便可重复前面的操作步骤开展水平向渗透系数的测量工作。

    本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，该试验装置为可拆卸渗透容器，包括一个渗透排水底座、一个测压壁、一个溢流壁以及四个普通壁，各个部分间两两由螺栓连接，且壁与壁接触部分设有密封垫；其特征在于：所述的渗透排水底座上部为多孔板，中间为储水空间，侧壁连接出水管；所述的测压壁的两条对称轴上分别等间距的排列着三个测压孔；所述的溢流壁带有两个溢流孔，分布在距两相交边等距离的对称轴线上；所述的四个普通壁分为竖向渗透系数测试壁与水平向渗透系数测试壁，前者尺寸为21×10cm，后者尺寸为20×8cm。

2.根据权利要求1所述一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，其特征在于所述的可拆卸渗透容器由有机玻璃材质制成，所述的渗透排水底座的尺寸22×10cm，测压壁与溢流壁的尺寸均为21×20cm，所述的测压壁的测压孔间距为5cm，所述的溢流壁的溢流孔距顶边0.5cm。

3.根据权利要求1所述一种各向异性土体双向渗透系数的室内常水头测试装置，其特征在于所述的密封垫的相应位置上打有与所穿螺栓直径一致的的孔洞。

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