CN207488136U - 一种水平渗流试验装置 - Google Patents

Abstract

一种水平渗流试验装置，该装置包括水室、渗流发生装置、支座；渗流发生装置设置在支座的上方；水室设置在渗流发生装置和支座的一侧；渗流发生装置为箱体结构；水室靠近渗流发生装置的一侧设有连接口，渗流发生装置靠近水室的一端设有水室连接口，渗流发生装置的水室连接口与水室的连接口连接并相通；渗流发生装置按照距离水室由近及远依次设有储水间、隔水间、筑土槽和集水槽。本实用新型的装置，能够有效模拟自然界中的岩土介质体的分层堆积情况，而且能够准确测得岩土介质体的水平渗透系数，本实用新型的装置可以使用多种方法测试水平渗流。

Description

一种水平渗流试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种渗流试验装置，具体涉及一种水平渗流试验装置，属于岩土工程试验设备领域。

背景技术

渗流理论在水利、土建、给水排水、环境保护、地质、石油、化工等许多领域都有广泛的应用。在水利工程中，最常用的渗流问题有：土壤及透水地基上水工建筑物的渗漏及稳定，水井、集水廊道等集水建筑物的设计计算，水库及河渠边岸的侧渗等等。水利工程中有很多方面涉及渗流。例如水工建筑物的透水地基中以及与建筑物连接的岩层或土体中的绕渗及渗流、挡水土坝中的渗流、灌溉抽水或施工排水时在地层中引起的渗流等。主要研究的渗流问题是：渗流区域内的水头或地下水位的分布、渗流量的确定、渗流作用于建筑物基底上的力、渗流速度分布及其引起的土体结构变形等。

在岩土工程领域当中，无论是地下工程建设还是地质灾害的防控工作，渗透系数都是一项极其重要的岩土介质特性表征参数。地质灾害中滑坡灾害的发生绝大部分与降雨直接或者间接相关，所以为了做好滑坡灾害的防控工作，对滑体岩土介质渗流规律的研究势在必行且必须深入。然而，目前的大部分科研工作仅仅对岩土介质的竖向渗流展开，对岩土介质的水平渗流规律的研究亟待深入。滑坡中发生频率较高的松散堆积体滑坡滑体物质下方往往为基岩，降雨水分入渗之后至基岩部位将停止入渗而水平向入渗还在继续，众多科研工作者忽视了水分的水平渗流对滑坡产生的影响。

再者，在滑坡等模型试验当中，依据相似理论中的相似第三定理，两相似现象的单值量必须相似，这就对侧面渗流边界条件相似提出了要求。所以在进行模型试验之前，岩土介质的水平向渗透系数的测量对渗流边界条件的确定十分重要。

纵观目前的水平渗流试验装置，皆存在或多或少的问题。土体水平向渗透系数测量仪公开了一种岩土介质水平渗透系数测量仪器(谷宏海,陈群.土体水平向渗透系数测量仪:CN, CN 102033034 A[P].2011.)，能够测得试样水平渗透系数以及抗渗坡降，但是该仪器制作成本较高，不便观测湿润锋随时间的变化，渗透系数的测量方法单一，不能形成对比。《一种非饱和土体水力特性的各向异性测量装置及测量方法》提供了一种通过蒸发方法测定土壤非饱和土体水力特征参数的方法(陈锐,刘坚,吴宏伟,等.一种非饱和土体水力特性的各向异性测量装置及测量方法,Anisotropy measurement apparatus and methodfor measuring non-saturated soil hydraulic properties:CN,CN 103822845 A[P].2014.)，但是它不能测量岩土介质饱和渗流特征参数。《Journal of Arid Land》文章中提供了一种水平渗流试验装置(Hu S,Zhu H,Chen Y. One-dimensional horizontalinfiltration experiment for determining permeability coefficient of loamysand[J].Journal of Arid Land,2017,9(1):27-37.)，但是其水平柱为圆柱，土体压实仍为轴向压实，实际上测出的还是土体竖向渗透系数，且该设计用于粗粒土水平渗流试验必须扩大水平柱截面，可能会出现湿润锋不稳定的情况。

实用新型内容

基于以上考虑，为了全面分析岩土介质水平渗流特征，弥补现有试验装置的缺点，本实用新型提出一种水平渗流试验装置，能够有效模拟自然界中的岩土介质体的分层堆积情况，而且能够准确测得的渗透系数即为岩土介质体的水平渗透系数，本实用新型的装置可以使用多种方法测试水平渗流。

根据本实用新型提供的第一种实施方案，提供一种水平渗流试验装置：

一种水平渗流试验装置，该装置包括水室、渗流发生装置、支座。渗流发生装置设置在支座的上方。水室设置在渗流发生装置和支座的一侧。渗流发生装置为箱体结构。水室靠近渗流发生装置的一侧设有连接口，渗流发生装置靠近水室的一端设有水室连接口，渗流发生装置的水室连接口与水室的连接口连接并相通。渗流发生装置按照距离水室由近及远依次设有储水间、隔水间、筑土槽和集水槽。

在本实用新型中，所述水室为箱体结构，优选为长方体结构。

在本实用新型中，所述水室的顶部设有水室进水口流量阀。水室的侧面底部设有水室排水口阀门。水室的侧面并且位于渗流发生装置水平位置的上方设有水位调节阀门。

在本实用新型中，渗流发生装置为箱体结构。渗流发生装置的一端为开口结构并与水室的连接口连接并相通。渗流发生装置还包括第一盖板、第一隔水板、第二隔水板、第一多孔板、第二多孔板。渗流发生装置的顶部的前端固定设有第一盖板，第一盖板上设有第一隔水板插口和第二隔水板插口。第一隔水板插口位于第一盖板的中间，第二隔水板插口位于第一盖板的后侧边缘。渗流发生装置的底部并且位于第一隔水板插口正下方的位置设有第一隔水板凹槽。渗流发生装置的底部并且位于第二隔水板插口正下方的位置设有第二隔水板凹槽。渗流发生装置的内部两侧侧壁上均设有第一多孔板插槽和第二多孔板插槽。第一隔水板设置在第一隔水板插口和第一隔水板凹槽之间。第二隔水板设置在第二隔水板插口和第二隔水板凹槽之间。第一多孔板设置在内部两侧侧壁上的第一多孔板插槽之间。第二多孔板设置在内部两侧侧壁上的第二多孔板插槽之间。第二隔水板和第一多孔板紧密设置。水室连接口、第一隔水板和渗流发生装置的两侧侧壁构成储水间。第一隔水板、第二隔水板和渗流发生装置的两侧侧壁构成隔水间。第一多孔板、第二多孔板和渗流发生装置的两侧侧壁构成筑土槽。第二多孔板、渗流发生装置的末端侧板和渗流发生装置的两侧侧壁构成集水槽。筑土槽的顶部设有第二盖板。

在本实用新型中，隔水间的底部或侧部下方设有隔水间排水阀。第一隔水板和/或第二隔水板的顶部设有拉手。

在本实用新型中，集水槽的底部或侧部下方设有渗流发生装置排水口。

作为优选，第一隔水板的正面设有第一隔水板防水条。第一隔水板的侧面(或后面)设有第一隔水板固定凹槽。

优选的是，第一隔水板固定凹槽设置在第一隔水板防水条的上方。

作为优选，第二隔水板的正面设有第二隔水板防水条。第二隔水板的侧面(或后面)设有第二隔水板固定凹槽。

优选的是，第二隔水板固定凹槽设置在第二隔水板防水条的上方。

作为优选，水室的侧面上设有1-30个水位调节阀门，优选设有2-20个水位调节阀门，更优选设有3-10个水位调节阀门。

作为优选，相邻水位调节阀门之间的间距相同。

作为优选，第二盖板上设有测试孔。

作为优选，第二盖板上设有2-20个测试孔，优选设有3-10个测试孔，更优选设有4-8个测试孔。

作为优选，渗流发生装置的水室连接口与水室的连接口通过防水密封板和连接螺栓紧密连接。

作为优选，支座的高度为渗流发生装置高度的0.5-2倍，优选为0.6-1.5倍，更优选为0.7-1.2 倍。

在本实用新型中，第一多孔板和第二多孔板上设有透水小孔。

作为优选，所述水室和渗流发生装置为透明材料，优选为有机玻璃或亚克力材料。

根据本实用新型提供的第二种实施方案，提供一种测试水平渗流的方法：

一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置插入第一隔水板、第二隔水板、第一多孔板、第二多孔板，并在第一隔水板上贴好第一隔水板防水条，在第二隔水板上贴好第二隔水板防水条，分别密封好第一多孔板、第二多孔板与渗流发生装置接触面，分别在第一多孔板、第二多孔板靠近筑土槽的一侧布置好滤布，在筑土槽的外部绘制好填筑分层基线；

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，在填筑材料中等间距布置基质吸力或孔隙水压力传感器，填筑好后传感器导线由第二盖板上的测试孔引出，并盖好第二盖板，密封；

4)打开水室进水口流量阀，给水室加水，待加水至渗流发生装置底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀，排走漏水，保证筑土槽在试验开始前干燥；然后调节水室进水口流量阀，调节往水室内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板，使得第一隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽固定，密封，并关闭隔水间排水阀，调节供水速率使储水间、隔水间充满水，同时调节水位调节阀门维持水位稳定；

6)打开第二隔水板，使得第二隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门，维持水位稳定；

7)待渗流稳定时，通过基质吸力或孔隙水压力传感器记录数据。

根据本实用新型提供的第三种实施方案，提供一种测试水平渗流的方法：

一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置插入第一隔水板、第二隔水板、第一多孔板、第二多孔板，并在第一隔水板上贴好第一隔水板防水条，在第二隔水板上贴好第二隔水板防水条，分别密封好第一多孔板、第二多孔板与渗流发生装置接触面，分别在第一多孔板、第二多孔板靠近筑土槽的一侧布置好滤布，在筑土槽的外部绘制好填筑分层基线；

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，从第二盖板上的测试孔插入水分探针，并盖好第二盖板，密封；

4)打开水室进水口流量阀，给水室加水，待加水至渗流发生装置底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀，排走漏水，保证筑土槽在试验开始前干燥；然后调节水室进水口流量阀，调节往水室内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板，使得第一隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽固定，密封，并关闭隔水间排水阀，调节供水速率使储水间、隔水间充满水，同时调节水位调节阀门维持水位稳定；

6)打开第二隔水板，使得第二隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门，维持水位稳定；

7)待渗流稳定时，记录不同时间间隔的入渗流量，即通过水室进水口流量阀的进水量与水位调节阀门出水量的差值得到入渗流量；并且还需得到湿润锋随时间的迁移变化情况，即通过水分探针测得，通过入渗流量改变水室水位，再次进行上述操作，记录数据。

根据本实用新型提供的第四种实施方案，提供一种测试水平渗流的方法：

一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置插入第一隔水板、第二隔水板、第一多孔板、第二多孔板，并在第一隔水板上贴好第一隔水板防水条，在第二隔水板上贴好第二隔水板防水条，分别密封好第一多孔板、第二多孔板与渗流发生装置接触面，分别在第一多孔板、第二多孔板靠近筑土槽的一侧布置好滤布，在筑土槽的外部绘制好填筑分层基线；

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，盖好第二盖板，密封；从第二盖板上的测试孔插入导水玻管；

4)打开水室进水口流量阀，给水室加水，待加水至渗流发生装置底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀，排走漏水，保证筑土槽在试验开始前干燥；然后调节水室进水口流量阀，调节往水室内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板，使得第一隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽固定，密封，并关闭隔水间排水阀，调节供水速率使储水间、隔水间充满水，同时调节水位调节阀门维持水位稳定；

6)打开第二隔水板，使得第二隔水板防水条紧贴渗流发生装置顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门，维持水位稳定；

7)待渗流稳定后，直至岩土介质完全湿润饱和之后，导水玻管中的水头值稳定之后读取各个导水玻管的水头值和渗流发生装置排水口单位时间内排出水量。

在本实用新型中，所述渗流发生装置在靠近水室的一端设有水室连接口是指渗流发生装置在靠近水室的一端的整个截面开口，也即渗流发生装置的一端为开口结构，该水室连接口即为渗流发生装置的入水口。水室在靠近渗流发生装置的一侧设有连接口，所述连接口的大小与渗流发生装置的水室连接口的外部尺寸大小相当。水室的侧面底部设有水室排水口阀门，所述水室的侧面底部是指水室侧壁上且靠近水室底部的位置。

在本实用新型中，渗流发生装置的前端是指渗流发生装置靠近水室的一端，相应的，渗流发生装置的末端(或后端)是指背离水室的一端。由此，所述渗流发生装置的顶部的前端固定设有第一盖板，即指渗流发生装置在靠近水室一端的顶部固定有第一盖板。所述渗流发生装置的末端侧板即指渗流发生装置设置在背离水室的一端侧面的侧板，也即设置在渗流发生装置与水室连接口相对的侧面的侧板。

在本实用新型中，渗流发生装置按照距离水室由近及远依次设有储水间、隔水间、筑土槽和集水槽。而水室连接口、第一隔水板和渗流发生装置的两侧侧壁构成储水间；第一隔水板、第二隔水板和渗流发生装置的两侧侧壁构成隔水间；第一多孔板、第二多孔板和渗流发生装置的两侧侧壁构成筑土槽；第二多孔板、渗流发生装置的末端侧板和渗流发生装置的两侧侧壁构成集水槽。由此，第一隔水板、第二隔水板、第一多孔板和第二多孔板的位置按照距水室的距离由近及远设置，其中第二隔水板与第一多孔板紧密设置(或无间隙设置)。所述第一多孔板和第二多孔板上设有多个透水小孔，透水小孔在第一多孔板和/或第二多孔板上等间距或不等间距设置。

此外，第一隔水板和/或第二隔水板的正面设有防水条，第一隔水板和/或第二隔水板的侧面(或后面)设有隔水板固定凹槽，所述第一隔水板或第二隔水板的正面是指第一隔水板或第二隔水板四个侧面中面积较大的两个侧面中靠近水室连接口的一面，所述第一隔水板或第二隔水板的侧面是指第一隔水板或第二隔水板四个侧面中面积较小的两个侧面(或其中一个侧面)。所述第一隔水板或第二隔水板的后面是指第一隔水板或第二隔水板四个侧面中与正面相对的那个面。作为优选，隔水板固定凹槽设置在隔水板防水条的上方，例如隔水板固定凹槽与隔水板防水条的竖向间距为一个渗流发生装置第一盖板的厚度。

一般，渗流发生装置的水室连接口与水室的连接口通过防水密封板和连接螺栓紧密连接。所述防水密封板设置在连接口的四周，防水密封板可以设置为长条形等多种形状，同时防水密封板上开有多个螺栓连接孔，进而通过连接螺栓将渗流发生装置的水室连接口与水室的连接口紧密连接。

在本实用新型中，支座的高度为渗流发生装置高度(即竖向棱长)的0.5-2倍，优选为0.6-1.5 倍，更优选为0.7-1.2倍。所述支座的高度即为渗流发生装置的底面所在平面相对于水室底面所在平面的垂直距离。将支座设置一个合适高度，使得渗流发生装置的底面所在平面与水室底面所在平面不在同一个平面上，此种设计可以利用水室内的位于渗流发生装置底面所在平面下方水流的回流，使渗流发生装置的水室连接口即入水口截面水流速度更快趋于稳定，从而有效提高渗流发生装置的入水口截面水流速度稳定度，且在渗流开始之后确保岩土介质中湿润锋稳定迁移。一般，支座的大小以支撑渗流发生装置时渗流发生装置底面的周边留出富余为宜。

渗流发生装置的外部空间尺寸依据筑土槽的内部空间尺寸确定，而筑土槽的内部空间尺寸依据岩土介质粒度特征确定。

当岩土介质为最大粒径颗粒不大于5mm的细粒土时，筑土槽内部空间的横截面边长(横截面为与渗流方向垂直的面)设置为50mm～150mm，筑土槽内部空间长度(渗流方向)设置为截面边长的1倍以上。当岩土介质为最大粒径颗粒大于5mm的粗粒土时，筑土槽内部空间的横截面边长设置为最大粗粒土粒径的6倍以上，筑土槽内部空间长度设置为截面边长的2～3 倍以上。

此外，对于上述粗粒土与细粒土，渗流发生装置内部空间横截面较长边长为较短边长的 1～1.5倍，渗流发生装置的水室连接口与第一隔水板之间的间距为筑土槽内部空间长度的 0.1～0.3倍，第一隔水板与第二隔水板之间的间距为筑土槽内部空间长度的0.1～0.5倍，第二多孔板与渗流发生装置的末端侧板之间的间距为筑土槽内部空间长度的0.1～0.5倍。

一般的，渗流发生装置的外部空间尺寸为：长度为30-800mm，优选为50-600mm，更优选为60-500mm；宽度为20-300mm，优选为30-200mm，更优选为50-150mm；高度为30-500mm，优选为40-400mm，更优选为50-300mm。外部空间尺寸是指渗流发生装置外侧边缘的尺寸。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型渗流发生装置底面与水室底面不在同一个平面上，两底面之间的垂直距离宜设置为渗流发生装置高度(即竖向棱长)的0.5-2倍，此种设计可以利用水室内的位于渗流发生装置底面所在平面下方水流的回流，使渗流发生装置的水室连接口即入水口截面水流速度更快趋于稳定，从而有效提高渗流发生装置的入水口截面水流速度稳定度，且在渗流开始之后确保岩土介质中湿润锋稳定迁移；

2、本实用新型渗流发生装置为箱体结构，其上端开口构造，有利于岩土介质体的分层压实，能够有效模拟自然界中的岩土介质体的分层堆积情况，测得的渗透系数即为岩土介质体的水平渗透系数；

3、本实用新型渗流发生装置多孔板之前采用双层隔水板构造，此种设计可以保证渗流发生之前岩土介质干燥，且渗流开始之后岩土介质整个截面基本同时接触水流，保证试验准确；

4、本实用新型水平渗流试验方法提供了多种测量岩土介质渗透系数的方法，多种方法测量结果可以形成对比。

附图说明

图1为本实用新型一种水平渗流试验装置的主视图；

图2为本实用新型一种水平渗流试验装置的右视图；

图3为图2中A-A位置的剖视图；

图4为本实用新型一种水平渗流试验装置的立体结构图；

图5为本实用新型装置中水室的结构示意图；

图6为本实用新型装置中渗流发生装置的结构示意图；

图7为本实用新型装置中渗流发生装置的俯视图；

图8为图7中B-B位置的剖视图；

图9为本实用新型装置中第一隔水板的结构示意图；

图10为本实用新型装置中第二隔水板的结构示意图；

图11为本实用新型装置中第二盖板的结构示意图；

图12为本实用新型装置中水室连接口的结构示意图；

图13为本实用新型装置中第一多孔板的结构示意图；

图14为本实用新型一种水平渗流试验装置的使用状态示意图。

附图标记：

1：水室；101：连接口；102：水室进水口流量阀；103：水室排水口阀门；104：水位调节阀门；2：渗流发生装置；201：水室连接口；202：储水间；203：隔水间；20301：隔水间排水阀；204：筑土槽；20401：第二盖板；20402：测试孔；205：集水槽；20501：渗流发生装置排水口；206：第一盖板；207：第一隔水板；20701：第一隔水板插口；20702：第一隔水板凹槽；20703：第一隔水板防水条；20704：第一隔水板固定凹槽；208：第二隔水板；20801：第二隔水板插口；20802：第二隔水板凹槽；20803：第二隔水板防水条；20804：第二隔水板固定凹槽；209：第一多孔板；20901：第一多孔板插槽；210：第二多孔板；21001：第二多孔板插槽；211：拉手；3：支座。

具体实施方式

根据本实用新型提供的第一种实施方案，提供一种水平渗流试验装置。

一种水平渗流试验装置，该装置包括水室1、渗流发生装置2、支座3。渗流发生装置2 设置在支座3的上方。水室1设置在渗流发生装置2和支座3的一侧。渗流发生装置2为箱体结构。水室1靠近渗流发生装置2的一侧设有连接口101，渗流发生装置2靠近水室1的一端设有水室连接口201，渗流发生装置2的水室连接口201与水室1的连接口101连接并相通。渗流发生装置2按照距离水室由近及远依次设有储水间202、隔水间203、筑土槽204 和集水槽205。

在本实用新型中，所述水室1为箱体结构，优选为长方体结构。

在本实用新型中，所述水室1的顶部设有水室进水口流量阀102。水室1的侧面底部设有水室排水口阀门103。水室1的侧面并且位于渗流发生装置2水平位置的上方设有水位调节阀门104。

在本实用新型中，渗流发生装置2为箱体结构。渗流发生装置2的一端为开口结构并与水室1的连接口101连接并相通。渗流发生装置2还包括第一盖板206、第一隔水板207、第二隔水板208、第一多孔板209、第二多孔板210。渗流发生装置2的顶部的前端固定设有第一盖板206，第一盖板206上设有第一隔水板插口20701和第二隔水板插口20801。第一隔水板插口20701位于第一盖板206的中间。第二隔水板插口20801位于第一盖板206的后侧边缘。渗流发生装置2的底部并且位于第一隔水板插口20701正下方的位置设有第一隔水板凹槽20702。渗流发生装置2的底部并且位于第二隔水板插口20801正下方的位置设有第二隔水板凹槽20802。渗流发生装置2的内部两侧侧壁上均设有第一多孔板插槽20901和第二多孔板插槽21001。第一隔水板207设置在第一隔水板插口20701和第一隔水板凹槽20702之间。第二隔水板208设置在第二隔水板插口20801和第二隔水板凹槽20802之间。第一多孔板209设置在内部两侧侧壁上的第一多孔板插槽20901之间。第二多孔板210设置在内部两侧侧壁上的第二多孔板插槽21001之间。第二隔水板208和第一多孔板209紧密设置。水室连接口201、第一隔水板207和渗流发生装置2的两侧侧壁构成储水间202。第一隔水板207、第二隔水板208和渗流发生装置2的两侧侧壁构成隔水间203。第一多孔板209、第二多孔板 210和渗流发生装置2的两侧侧壁构成筑土槽204。第二多孔板210、渗流发生装置2的末端侧板和渗流发生装置2的两侧侧壁构成集水槽205。筑土槽204的顶部设有第二盖板20401。

在本实用新型中，隔水间203的底部或侧部下方设有隔水间排水阀20301。第一隔水板 207和/或第二隔水板208的顶部设有拉手211。

在本实用新型中，集水槽205的底部或侧部下方设有渗流发生装置排水口20501。

作为优选，第一隔水板207的正面设有第一隔水板防水条20703。第一隔水板207的侧面(或后面)设有第一隔水板固定凹槽20704。

优选的是，第一隔水板固定凹槽20704设置在第一隔水板防水条20703的上方。

作为优选，第二隔水板208的正面设有第二隔水板防水条20803。第二隔水板208的侧面(或后面)设有第二隔水板固定凹槽20804。

优选的是，第二隔水板固定凹槽20804设置在第二隔水板防水条20803的上方。

作为优选，水室1的侧面上设有1-30个水位调节阀门104，优选设有2-20个水位调节阀门104，更优选设有3-10个水位调节阀门104。

作为优选，相邻水位调节阀门104之间的间距相同。

作为优选，第二盖板20401上设有测试孔20402。

作为优选，第二盖板20401上设有2-20个测试孔20402，优选设有3-10个测试孔20402，更优选设有4-8个测试孔20402。

作为优选，渗流发生装置2的水室连接口201与水室1的连接口101通过防水密封板和连接螺栓紧密连接。

作为优选，支座3的高度为渗流发生装置2高度的0.5-2倍，优选为0.6-1.5倍，更优选为0.7-1.2倍。

在本实用新型中，第一多孔板209和第二多孔板210上设有透水小孔。

作为优选，所述水室1和渗流发生装置2为透明材料，优选为有机玻璃或亚克力材料。

实施例1

如图1-4所示，一种水平渗流试验装置，该装置包括水室1、渗流发生装置2、支座3。渗流发生装置2设置在支座3的上方。水室1设置在渗流发生装置2和支座3的一侧。渗流发生装置2为箱体结构。水室1靠近渗流发生装置2的一侧设有连接口101，渗流发生装置2 靠近水室1的一端设有水室连接口201，渗流发生装置2的水室连接口201与水室1的连接口101连接并相通。渗流发生装置2按照距离水室由近及远依次设有储水间202、隔水间203、筑土槽204和集水槽205。渗流发生装置2的水室连接口201与水室1的连接口101通过防水密封板和连接螺栓紧密连接。其中：渗流发生装置的外部空间长度为600mm。

实施例2

如图5-13所示，重复实施例1，只是所述水室1为长方体结构。所述水室1的顶部设有水室进水口流量阀102。水室1的侧面底部设有水室排水口阀门103。水室1的侧面并且位于渗流发生装置2水平位置的上方设有水位调节阀门104。渗流发生装置2为箱体结构。渗流发生装置2的一端为开口结构并与水室1的连接口101连接并相通。渗流发生装置2还包括第一盖板206、第一隔水板207、第二隔水板208、第一多孔板209、第二多孔板210。渗流发生装置2的顶部的前端固定设有第一盖板206，第一盖板206上设有第一隔水板插口20701 和第二隔水板插口20801。第一隔水板插口20701位于第一盖板206的中间。第二隔水板插口20801位于第一盖板206的后侧边缘。渗流发生装置2的底部并且位于第一隔水板插口20701正下方的位置设有第一隔水板凹槽20702。渗流发生装置2的底部并且位于第二隔水板插口20801正下方的位置设有第二隔水板凹槽20802。渗流发生装置2的内部两侧侧壁上均设有第一多孔板插槽20901和第二多孔板插槽21001。第一隔水板207设置在第一隔水板插口20701和第一隔水板凹槽20702之间。第二隔水板208设置在第二隔水板插口20801和第二隔水板凹槽20802之间。第一多孔板209设置在内部两侧侧壁上的第一多孔板插槽20901之间。第二多孔板210设置在内部两侧侧壁上的第二多孔板插槽21001之间。第二隔水板208和第一多孔板209紧密设置。水室连接口201、第一隔水板207和渗流发生装置2的两侧侧壁构成储水间202。第一隔水板207、第二隔水板208和渗流发生装置2的两侧侧壁构成隔水间203。第一多孔板209、第二多孔板210和渗流发生装置2的两侧侧壁构成筑土槽204。第二多孔板210、渗流发生装置2的末端侧板和渗流发生装置2的两侧侧壁构成集水槽205。筑土槽204的顶部设有第二盖板20401。隔水间203的底部或侧部下方设有隔水间排水阀20301。第一隔水板207和/或第二隔水板208的顶部设有拉手211。集水槽205的底部或侧部下方设有渗流发生装置排水口20501。第一隔水板207的正面设有第一隔水板防水条20703。第一隔水板207的侧面设有第一隔水板固定凹槽20704。第一隔水板固定凹槽20704设置在第一隔水板防水条20703的上方。第二隔水板208的正面设有第二隔水板防水条20803。第二隔水板208的侧面设有第二隔水板固定凹槽20804。第二隔水板固定凹槽20804设置在第二隔水板防水条20803的上方。水室1的侧面上设有6个水位调节阀门104。相邻水位调节阀门104 之间的间距相同。第二盖板20401上设有6个测试孔20402。支座3的高度为渗流发生装置2 高度的1.1倍。第一多孔板209和第二多孔板210上设有透水小孔。水室1和渗流发生装置2 为有机玻璃。

实施例3

重复实施例2，只是水室1的侧面上设有12个水位调节阀门104。第二盖板20401上设有10个测试孔20402。水室1和渗流发生装置2为亚克力材料。渗流发生装置的外部空间的长度为200mm。

使用实施例1

使用实施例2的方法，一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置2插入第一隔水板207、第二隔水板208、第一多孔板209、第二多孔板210，并在第一隔水板207上贴好第一隔水板防水条20703，在第二隔水板208上贴好第二隔水板防水条20803，分别密封好第一多孔板209、第二多孔板210与渗流发生装置2接触面，分别在第一多孔板209、第二多孔板210靠近筑土槽204的一侧布置好滤布，在筑土槽204的外部绘制好填筑分层基线；

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽204，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，在填筑材料中等间距布置孔隙水压力传感器，填筑好后传感器导线由第二盖板20401上的测试孔20402引出，并盖好第二盖板20401，密封；

4)打开水室进水口流量阀102，给水室1加水，待加水至渗流发生装置2底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀20301，排走漏水，保证筑土槽204在试验开始前干燥。然后调节水室进水口流量阀102，调节往水室1内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门104以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板207，使得第一隔水板防水条20703紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽20704固定，密封，并关闭隔水间排水阀20301，调节供水速率使储水间202、隔水间203充满水，同时调节水位调节阀门104维持水位稳定；

6)打开第二隔水板208，使得第二隔水板防水条20803紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽20804固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门104，维持水位稳定；

7)待渗流稳定时，通过孔隙水压力传感器记录数据。

使用实施例2

使用实施例3的方法，一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置2插入第一隔水板207、第二隔水板208、第一多孔板209、第二多孔板210，并在第一隔水板207上贴好第一隔水板防水条20703，在第二隔水板208上贴好第二隔水板防水条20803，分别密封好第一多孔板209、第二多孔板210与渗流发生装置2接触面，分别在第一多孔板209、第二多孔板210靠近筑土槽204的一侧布置好滤布，在筑土槽204的外部绘制好填筑分层基线。

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽204，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，从第二盖板20401上的测试孔20402插入水分探针，并盖好第二盖板20401，密封；

4)打开水室进水口流量阀102，给水室1加水，待加水至渗流发生装置2底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀20301，排走漏水，保证筑土槽204在试验开始前干燥。然后调节水室进水口流量阀102，调节往水室1内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门104以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板207，使得第一隔水板防水条20703紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽20704固定，密封，并关闭隔水间排水阀20301，调节供水速率使储水间202、隔水间203充满水，同时调节水位调节阀门104维持水位稳定；

6)打开第二隔水板208，使得第二隔水板防水条20803紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽20804固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门104，维持水位稳定；

7)待渗流稳定时，记录不同时间间隔的入渗流量，即通过水室进水口流量阀102的进水量与水位调节阀门104出水量的差值得到入渗流量。并且还需得到湿润锋随时间的迁移变化情况，即通过水分探针测得，通过入渗流量改变水室水位，再次进行上述操作，记录数据。

使用实施例3

使用实施例2的方法，一种测试水平渗流的方法，该方法包括以下步骤：

1)配置好与岩土介质相似材料，确定材料的填筑密实度以及分层填筑厚度；

2)在渗流发生装置2插入第一隔水板207、第二隔水板208、第一多孔板209、第二多孔板210，并在第一隔水板207上贴好第一隔水板防水条20703，在第二隔水板208上贴好第二隔水板防水条20803，分别密封好第一多孔板209、第二多孔板210与渗流发生装置2接触面，分别在第一多孔板209、第二多孔板210靠近筑土槽204的一侧布置好滤布，在筑土槽204的外部绘制好填筑分层基线；

3)按照每层所需材料质量将材料填入筑土槽204，然后分层填筑压实，层与层之间刮毛以确保紧密接触，盖好第二盖板20401，密封，从第二盖板20401上的测试孔20402插入导水玻管；

4)打开水室进水口流量阀102，给水室1加水，待加水至渗流发生装置2底部外表面所处高度时，开启隔水间排水阀20301，排走漏水，保证筑土槽204在试验开始前干燥。然后调节水室进水口流量阀102，调节往水室1内的加水速率至设定水位，并调节水位调节阀门104以保证水位恒定；

5)打开第一隔水板207，使得第一隔水板防水条20703紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第一隔水板固定凹槽20704固定，密封，并关闭隔水间排水阀20301，调节供水速率使储水间202、隔水间203充满水，同时调节水位调节阀门104维持水位稳定；

6)打开第二隔水板208，使得第二隔水板防水条20803紧贴渗流发生装置2顶部内壁，在外侧用卡板插入第二隔水板固定凹槽20804固定，密封，渗流试验开始，通过调节水位调节阀门104，维持水位稳定；

7)待渗流稳定后，直至岩土介质完全湿润饱和之后，导水玻管中的水头值稳定之后读取各个导水玻管的水头值和渗流发生装置排水口20501单位时间内排出水量。

Claims (23)

1.一种水平渗流试验装置，该装置包括水室(1)、渗流发生装置(2)、支座(3)；渗流发生装置(2)设置在支座(3)的上方；水室(1)设置在渗流发生装置(2)和支座(3)的一侧；渗流发生装置(2)为箱体结构；水室(1)靠近渗流发生装置(2)的一侧设有连接口(101)，渗流发生装置(2)靠近水室(1)的一端设有水室连接口(201)，渗流发生装置(2)的水室连接口(201)与水室(1)的连接口(101)连接并相通；渗流发生装置(2)按照距离水室由近及远依次设有储水间(202)、隔水间(203)、筑土槽(204)和集水槽(205)；

其中：渗流发生装置(2)的外部空间的长度为30-800mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水室(1)为箱体结构；和/或

所述水室(1)的顶部设有水室进水口流量阀(102)；水室(1)的侧面底部设有水室排水口阀门(103)；水室(1)的侧面并且位于渗流发生装置(2)水平位置的上方设有水位调节阀门(104)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述水室(1)为长方体结构。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：渗流发生装置(2)为箱体结构；渗流发生装置(2)的一端为开口结构并与水室(1)的连接口(101)连接并相通；渗流发生装置(2)还包括第一盖板(206)、第一隔水板(207)、第二隔水板(208)、第一多孔板(209)、第二多孔板(210)；渗流发生装置(2)的顶部的前端固定设有第一盖板(206)，第一盖板(206)上设有第一隔水板插口(20701)和第二隔水板插口(20801)；第一隔水板插口(20701)位于第一盖板(206)的中间，第二隔水板插口(20801)位于第一盖板(206)的后侧边缘；渗流发生装置(2)的底部并且位于第一隔水板插口(20701)正下方的位置设有第一隔水板凹槽(20702)，渗流发生装置(2)的底部并且位于第二隔水板插口(20801)正下方的位置设有第二隔水板凹槽(20802)；渗流发生装置(2)的内部两侧侧壁上均设有第一多孔板插槽(20901)和第二多孔板插槽(21001)；第一隔水板(207)设置在第一隔水板插口(20701)和第一隔水板凹槽(20702)之间；第二隔水板(208)设置在第二隔水板插口(20801)和第二隔水板凹槽(20802)之间；第一多孔板(209)设置在内部两侧侧壁上的第一多孔板插槽(20901)之间，第二多孔板(210)设置在内部两侧侧壁上的第二多孔板插槽(21001)之间；第二隔水板(208)和第一多孔板(209)紧密设置；水室连接口(201)、第一隔水板(207)和渗流发生装置(2)的两侧侧壁构成储水间(202)；第一隔水板(207)、第二隔水板(208)和渗流发生装置(2)的两侧侧壁构成隔水间(203)；第一多孔板(209)、第二多孔板(210)和渗流发生装置(2)的两侧侧壁构成筑土槽(204)；第二多孔板(210)、渗流发生装置(2)的末端侧板和渗流发生装置(2)的两侧侧壁构成集水槽(205)；筑土槽(204)的顶部设有第二盖板(20401)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：隔水间(203)的底部或侧部下方设有隔水间排水阀(20301)；第一隔水板(207)和/或第二隔水板(208)的顶部设有拉手(211)；和/或

集水槽(205)的底部或侧部下方设有渗流发生装置排水口(20501)。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：第一隔水板(207)的正面设有第一隔水板防水条(20703)，第一隔水板(207)的侧面设有第一隔水板固定凹槽(20704)；和/或

第二隔水板(208)的正面设有第二隔水板防水条(20803)，第二隔水板(208)的侧面设有第二隔水板固定凹槽(20804)。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：第一隔水板(207)的正面设有第一隔水板防水条(20703)，第一隔水板(207)的侧面设有第一隔水板固定凹槽(20704)；和/或

第二隔水板(208)的正面设有第二隔水板防水条(20803)，第二隔水板(208)的侧面设有第二隔水板固定凹槽(20804)。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于：第一隔水板固定凹槽(20704)设置在第一隔水板防水条(20703)的上方；和/或

第二隔水板固定凹槽(20804)设置在第二隔水板防水条(20803)的上方。

9.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有1-30个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有测试孔(20402)。

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有1-30个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有测试孔(20402)。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有1-30个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有测试孔(20402)。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有2-20个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有2-20个测试孔(20402)。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有2-20个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有2-20个测试孔(20402)。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于：水室(1)的侧面上设有3-10个水位调节阀门(104)；和/或

第二盖板(20401)上设有3-10个测试孔(20402)。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：相邻水位调节阀门(104)之间的间距相同；和/或

第二盖板(20401)上设有4-8个测试孔(20402)。

16.根据权利要求1-3、5-7、10-13或15中任一项所述的装置，其特征在于：渗流发生装置(2)的水室连接口(201)与水室(1)的连接口(101)通过防水密封板和连接螺栓紧密连接；和/或

支座(3)的高度为渗流发生装置(2)高度的0.5-2倍。

17.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：渗流发生装置(2)的水室连接口(201)与水室(1)的连接口(101)通过防水密封板和连接螺栓紧密连接；和/或

支座(3)的高度为渗流发生装置(2)高度的0.5-2倍。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：支座(3)的高度为渗流发生装置(2)高度的0.6-1.5倍。

19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：支座(3)的高度为渗流发生装置(2)高度的0.6-1.5倍。

20.根据权利要求5-7、10-13、15或17-19中任一项所述的装置，其特征在于：第一多孔板(209)和第二多孔板(210)上设有透水小孔；和/或

所述水室(1)和渗流发生装置(2)为透明材料。

21.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：第一多孔板(209)和第二多孔板(210)上设有透水小孔；和/或

所述水室(1)和渗流发生装置(2)为透明材料。

22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于：所述水室(1)和渗流发生装置(2)为有机玻璃或亚克力材料。

23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：所述水室(1)和渗流发生装置(2)为有机玻璃或亚克力材料。