CN205175883U - 一种土样渗透系数快速测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土样渗透系数快速测量装置，包括水箱、真空抽气机和环形土样筒，环形土样筒为圆柱体形状，环形土样筒顶部连通设有管道，在管道上连接有三通阀门，三通阀门还分别连通有输水导管和抽气导管，输水导管与水箱的箱内连通，抽气导管与真空抽气机相连通；环形土样筒的上端端部设有顶盖，环形土样筒的下端端部设有底板，环形土样筒内部具有土样填充空间，在环形土样筒上端的顶盖下方从上至下依次设有圆形滤纸A和透水石A；环形土样筒下端的底板设有连通土样填充空间的出水管，在出水管上安装设有双通阀门。本实用新型具有构造简单、操作简便、成本较低、便于使用等优点，能够快速高效测试黄土渗透系数，达到提高科研水平的目的。

Description

一种土样渗透系数快速测量装置

技术领域

本实用新型涉及土工试验领域，尤其涉及一种土样渗透系数快速测量装置。

背景技术

黄土是中纬度半干旱地区常见的一种风力堆积物，在我国的黄土高原区广泛分布，一般位于地层的上部，机场、公路、铁路与之息息相关，黄土的渗透性是黄土工程特性的重要组成部分。研究黄土的渗透特性对确定其湿陷范围和由于水的渗透引起的黄土滑坡具有很重要的理论意义，研究出土样渗透系数对采取相应的处理措施具有重要的工程意义。

渗透试验装置是一种用于土样渗透系数测试的仪器，渗透系数是边坡工程及路堤工程渗流稳定性分析的基本参数。但是，目前的渗透试验装置饱和土样时间较长，从而影响了渗透系数测试的效率；并且由于土样筒直径及高度较小，精度不高，影响了黄土渗透性的测试及研究。因此，为了解决黄土渗透系数测定面临的问题，研究一种新型土样渗透系数快速测量装置，将具有重要的经济利益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有渗透装置测试黄土渗透系数出现的缺陷问题，提供一种新型土样渗透系数快速测量装置，该装置具有构造简单、操作简便、成本较低、便于使用等优点，能够快速高效测试黄土渗透系数，达到提高科研水平的目的。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种土样渗透系数快速测量装置，包括水箱、真空抽气机和环形土样筒，环形土样筒为圆柱体形状，环形土样筒顶部连通设有管道，在管道上连接有三通阀门，三通阀门还分别连通有输水导管和抽气导管，输水导管与水箱的箱内连通，抽气导管与真空抽气机相连通；所述环形土样筒的上端端部设有顶盖，环形土样筒的下端端部设有底板，环形土样筒内部具有土样填充空间，在环形土样筒上端的顶盖下方从上至下依次设有圆形滤纸A和透水石A；所述环形土样筒下端的底板设有连通土样填充空间的出水管，在出水管上安装设有双通阀门。

使用时，将圆柱形土样放入环形土样筒内，上表面依次放置圆形滤纸A及透水石A，下表面依次放置圆形滤纸B及透水石B，并通过顶盖及底板进行固定，输水导管分别连接三通阀门与水箱，抽气导管分别连接三通阀门与真空抽气机，关闭双通阀门，调整三通阀门，使得环形土样筒上端的管道仅与真空抽气机相通，启动真空抽气机，抽气15分钟后，调整三通阀门，使得环形土样筒上端的管道仅与水箱相通，在大气压力下，水会通过输水导管迅速充满环形土样筒内圆柱形土样并饱和，然后在双通阀门出水口下放置量筒，并准备好秒表，打开双通阀门的同时按下秒表计时，一定时间后关闭秒表，同时关闭双通阀门，根据水量及时间即可换算渗透系数。本实用新型跟现有的装置相比，该渗透系数测量装置饱和土样的时间大大缩短，提高了试验效率。

为了更好地实现本实用新型，在所述环形土样筒下端的底板上方从下至上依次设有圆形滤纸B和透水石B，所述土样填充空间为环形土样筒上端的透水石A与环形土样筒下端的透水石B之间所构成的圆柱形空间；在所述土样填充空间内填充有圆柱形土样。

为了提高利用本装置测试出土样渗透系数的精度，所述透水石A的横截面、透水石B的横截面均为圆形形状，所述圆形滤纸B的直径与圆形滤纸A的直径相同，所述透水石A的横截面直径、透水石B的横截面直径均与圆形滤纸A的直径相同。

为了提高土样渗透系数的精度，所述透水石A、透水石B所填充的透水石子厚度均为0.6cm，这样水箱中的水就能慢慢地渗透到环形土样筒中的圆柱形土样，以更真实、更科学的测试土样渗透系数。

本实用新型优选的圆形滤纸A、圆形滤纸B技术方案是：所述圆形滤纸A、圆形滤纸B的滤纸厚度均为0.1cm，采用上述厚度的圆形滤纸A、圆形滤纸B，第一、圆形滤纸A的作用：水箱中的水即可以很好地过滤掉水中的颗粒杂质，又能保证合适的水量进入到环形土样筒的圆柱形土样进行渗透，第二、圆形滤纸B的作用：可以防止环形土样筒中的圆柱形土样颗粒杂质不会进入到透水石B中，起到防止土颗粒堵塞透水石的进出水口。

作为优选，所述环形土样筒的横截面直径为10cm，环形土样筒的高度为15cm。由于环形土样筒采用上述高度和直径，这样环形土样筒的直径相对现有技术较大，高度也更高，用来放置较大的圆柱形土样，减小了渗透误差

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型具有构造简单、操作简便、成本较低、便于使用等优点，能够快速高效测试黄土渗透系数，达到提高科研水平的目的。

(2)本实用新型在进行土样渗透系数测量之前要通过真空抽气机抽掉土样中的空气，减少了空气对测量精度的影响，从而提供了土样渗透系数精度的测定。同时，本装置在环形土样筒上端设有圆形滤纸A和透水石A，水箱中的水要先经过圆形滤纸A进行必要的过滤，将水箱中的颗粒过滤掉，以免进入到透水石A堵塞透水石A，由于通过透水石A进行进水，这样水分就会很均匀、匀速地进入到圆柱形土样中，以便于精度、快速测量土样渗透系数。在环形土样筒下端出水时，圆形滤纸B可以阻止土颗粒进入到透水石B中，防止堵塞透水石B，出水也均匀、匀速。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－水箱，2－三通阀门，3－真空抽气机，4－输水导管，5－抽气导管，6－顶盖，7－圆形滤纸A，8－透水石A，9－环形土样筒，10－出水管，11－双通阀门，12－圆柱形土样，13－底板，14－圆形滤纸B，15－透水石B，16－管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：

实施例

如图1～图2所示，一种土样渗透系数快速测量装置，包括水箱1、真空抽气机3和环形土样筒9，水箱的长为12cm，高为6cm，宽为30cm。环形土样筒9为圆柱体形状，环形土样筒9的横截面直径为10cm，环形土样筒9的高度为15cm。环形土样筒9顶部连通设有管道16，在管道16上连接有三通阀门2，本实用新型的环形土样筒9顶部还可以不设管道16，三通阀门2的其中一个连接管口直接与环形土样筒9相连通，这样就不需要管道16。三通阀门2还分别连通有输水导管4和抽气导管5，输水导管4与水箱1的箱内连通，抽气导管5与真空抽气机3相连通。

如图1所示，环形土样筒9的上端端部设有顶盖6，环形土样筒9的下端端部设有底板13，顶盖6与底板13均整体呈圆柱形，顶盖6的横截面直径与底板13的横截面直径均为10cm，顶盖6与底板13的厚度均为0.2cm。采用上述尺寸的顶盖6与底板13，将在圆柱形土样12灌水饱和后，顶盖6与底板13提供足够的反作用于圆柱形土样12的压力，使得测试土样渗透系数效果更佳、精度更高。环形土样筒9内部具有土样填充空间，土样填充空间内填充所述的圆柱形土样12。

根据本实用新型的一个实施例，在环形土样筒9上端的顶盖6下方从上至下依次设有圆形滤纸A7和透水石A8。本实施例的透水石A8、透水石B15所填充的透水石子厚度均为0.6cm。本实施例的圆形滤纸A7、圆形滤纸B14的滤纸厚度均为0.1cm。

根据本实用新型的一个实施例，环形土样筒9下端的底板13设有连通土样填充空间的出水管10，在出水管10上安装设有双通阀门11，该双通阀门11为出水管10出水的阀门，控制环形土样筒9内圆柱形土样12渗透出的水依次经过圆形滤纸B14、透水石B15排出，然后通过排出水量的多少以及时间精确计算出土样渗透系数。

根据本实用新型的一个实施例，在环形土样筒9下端的底板13上方从下至上依次设有圆形滤纸B14和透水石B15，土样填充空间为环形土样筒9上端的透水石A8与环形土样筒9下端的透水石B15之间所构成的圆柱形空间；在土样填充空间内填充有圆柱形土样12。

根据本实用新型的一个实施例，透水石A8的横截面、透水石B15的横截面均为圆形形状，圆形滤纸B14的直径与圆形滤纸A7的直径相同(均与顶盖6的横截面直径相同，为10cm)，透水石A8的横截面直径、透水石B15的横截面直径均与圆形滤纸A7的直径相同(均与顶盖6的横截面直径相同，为10cm)。

使用时，将圆柱形土样12放入环形土样筒9内，环形土样筒9的上表面依次放置圆形滤纸A7及透水石A8，环形土样筒9的下表面依次放置圆形滤纸B14及透水石B15，并通过顶盖6及底板13进行固定。输水导管4的一端管口连通三通阀门2的第一管口，输水导管4的另一端管口与水箱1连通；抽气导管5的一端管口连通三通阀门2的第二管口，抽气导管5的另一端管口与真空抽气机3的抽气管道连通。关闭双通阀门11，调整三通阀门2，使得环形土样筒9上端的管道16仅与真空抽气机3相通，启动真空抽气机3，抽气15分钟后，调整三通阀门2，使得环形土样筒9上端的管道16仅与水箱1相通，在大气压力下，水会通过输水导管4迅速充满环形土样筒9内并渗透到圆柱形土样12中并使之饱和，然后在双通阀门11的出水管10下放置量筒，并准备好秒表，打开双通阀门的同时按下秒表计时，一定时间后关闭秒表，同时关闭双通阀门11，根据水量及时间即可换算渗透系数。本实用新型跟现有的装置相比，该渗透系数测量装置饱和土样的时间大大缩短，提高了试验效率。

上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：包括水箱（1）、真空抽气机（3）和环形土样筒（9），环形土样筒（9）为圆柱体形状，环形土样筒（9）顶部连通设有管道（16），在管道（16）上连接有三通阀门（2），三通阀门（2）还分别连通有输水导管（4）和抽气导管（5），输水导管（4）与水箱（1）的箱内连通，抽气导管（5）与真空抽气机（3）相连通；所述环形土样筒（9）的上端端部设有顶盖（6），环形土样筒（9）的下端端部设有底板（13），环形土样筒（9）内部具有土样填充空间，在环形土样筒（9）上端的顶盖（6）下方从上至下依次设有圆形滤纸A（7）和透水石A（8）；所述环形土样筒（9）下端的底板（13）设有连通土样填充空间的出水管（10），在出水管（10）上安装设有双通阀门（11）。

2.按照权利要求1所述的一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：在所述环形土样筒（9）下端的底板（13）上方从下至上依次设有圆形滤纸B（14）和透水石B（15），所述土样填充空间为环形土样筒（9）上端的透水石A（8）与环形土样筒（9）下端的透水石B（15）之间所构成的圆柱形空间；在所述土样填充空间内填充有圆柱形土样（12）。

3.按照权利要求2所述的一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：所述透水石A（8）的横截面、透水石B（15）的横截面均为圆形形状，所述圆形滤纸B（14）的直径与圆形滤纸A（7）的直径相同，所述透水石A（8）的横截面直径、透水石B（15）的横截面直径均与圆形滤纸A（7）的直径相同。

4.按照权利要求2所述的一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：所述透水石A（8）、透水石B（15）所填充的透水石子厚度均为0.6cm。

5.按照权利要求2或3所述的一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：所述圆形滤纸A（7）、圆形滤纸B（14）的滤纸厚度均为0.1cm。

6.按照权利要求1所述的一种土样渗透系数快速测量装置，其特征在于：所述环形土样筒（9）的横截面直径为10cm，环形土样筒（9）的高度为15cm。