CN209400383U - 一种测定岩体渗透系数的压水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括上部测量装置与下部堵水装置，所述上部测量装置包括空气室、进水水管、高压水管、排水水管，所述进水水管与排水水管连接钻机水泵，进水水管连接空气室，空气室另一端通过管道连接高压水管，所述管道上设有水压表一，所述排水水管上设有控制阀二，所述下部堵水装置包括压水桶、高压细水管、橡胶塞，所述橡胶塞中间设有通水管，所述高压细水管连接压水桶与橡胶塞，所述高压水管连接通水管。本实用新型增加了空气室，减小流量脉动，平稳水流和压力，测试结果稳定，堵水装置通过压水桶压水，使橡胶塞不断膨胀紧紧堵住岩体，避免绕渗，结构简单实用，测试速度快，工作效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于岩体渗透系数测定技术领域，具体涉及一种测定岩体渗透系数的压水装置。
背景技术
许多工程建设和学科领域的科学研究都涉及到岩体的渗透性，例如，水利、土木工程建设、石油开采与地下储存、核废料处理、环境污染等都与岩体的渗透性有关。尤其是非均质各向异性裂隙岩体的渗透性是大坝坝基、边坡、隧洞等工程设计、施工、运行中必须掌握的重要参数。同时，研究工程结构、地基和地下水的相互作用，以及应力场、温度场、渗流场和化学场的耦合作用，也都必须定量确定岩体的渗透性。
目前，确定岩体渗流系数的常见方法主要包括野外测量法、室内试验法以及现场原位试验法。其中，野外测量法简单易行，但测量不准，代表性差；室内试验法只能采用小尺度的岩石试块，其试验结果往往与工程尺度上岩体的渗流特性相差甚远；与上述两种方法相比，现场原位试验法较能准确地反映岩体的真实渗透特性。
现场原位试验法通常的做法是：试验人员手动控制高压钻机水泵以一定的压力向钻孔试验段内注水，同时人工观测水表测量的流量值，据此计算岩体的渗透系数。然而，压水试验存在以下一些问题：
（1）压水试验中，由于管径较小、管路较长、系统中没有足够大的背压时，可能因惯性水头过大而冲开泵阀造成实际流量大于理论流量的“过流量现象”，测量的压力不稳定；
（2）原有的地下堵水装置，安装繁琐，很难达到试验标准，需要多次反复，效率低。
因此需要对现有的检验测试方法进行改进。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型公开了一种测定岩体渗透系数的压水装置，速度快，测试结果稳定，工作效率高。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括上部测量装置与下部堵水装置，所述上部测量装置包括钻机水泵、空气室、进水水管、高压水管、排水水管，所述蓄水箱连接钻机水泵，钻机水泵连接进水水管与排水水管，进水水管连接空气室，空气室另一端通过管道连接高压水管，所述管道上设有水压表一，所述排水水管上设有控制阀二，所述下部堵水装置包括压水桶、高压细水管、橡胶塞，所述橡胶塞中间设有通水管，橡胶塞侧面设有进水口连通橡胶塞与通水管之间，所述高压细水管连接压水桶与橡胶塞，所述高压水管连接通水管，当钻杆连接的橡胶塞下到指定位置后，通过上部压水桶从高压细水管中注入水，使橡胶塞膨胀，与孔壁牢牢契合，从而形成堵水效果。
进一步的，所述进水水管上设有控制阀一，控制进水流量。
进一步的，所述进水水管上设有流量表，监控单位时间的流量。
进一步的，所述空气室为常压式空气室，确保压力平稳。
进一步的，所述空气室上方有水压表二，能够监控空气室的压力，确保水流稳定。
进一步的，所述进水水管与排水水管为刚性管，能够承受瞬间大流量。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，增加了空气室，减小流量脉动，平稳水流和压力，测试结果稳定，堵水装置通过压水桶压水，使橡胶塞不断膨胀紧紧堵住岩体，避免绕渗，结构简单实用，测试速度快，工作效率高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记列表：
1、蓄水箱，2、钻机水泵，3、空气室，4、进水水管，5、高压水管，6、排水水管，7、水压表一，8、控制阀二，9、压水桶，10、钻杆，11、通水管，12、橡胶塞，13、进水口，14、控制阀一，15、流量表，16、水压表二，17、管道，18、高压细水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图所示，本实用新型所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括上部测量装置与下部堵水装置，所述上部测量装置包括蓄水箱1、钻机水泵2、空气室3、进水水管4、高压水管5、排水水管6，所述蓄水箱1连接钻机水泵2，钻机水泵2连接进水水管4与排水水管6，进水水管4连接空气室3，空气室3另一端通过管道17连接高压水管5，所述管道17上设有水压表一7，所述排水水管6上设有控制阀二8，所述下部堵水装置包括压水桶9、钻杆10，所述钻杆10中间设有通水管11，通水管11外侧设有橡胶塞12，钻杆10侧面设有进水口13连通橡胶塞12与通水管11之间，所述进水口13连接压水桶9，所述高压水管5连接通水管11。
本实用新型所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，进水端与钻机水泵连接，出水端则直接和钻杆相连，通过钻杆10注入孔底，注入水的流量及压力，可通过调节排水水管6的控制阀二8进行控制，待供水稳定后，通过流量表15读取单位时间的流量，通过水压表一7，读取压力。
为了改善钻机水泵流量与压力不稳定的情况，本实用新型在进水水管4、高压水管5中间增设常压式空气室，来减少流量和压力的脉动，在空气室密闭容器中充常压空气，当钻机水泵的瞬时流量大于平均流量时，排出管路内的阻力增加，泵内压力上升，空气室内的气体被压缩，从而储存了一部分液体，这就减少了在排出管路中的流量；同样，当泵的瞬时流量小于平均流量时，管路内的阻力也相应减少，泵内压力下降，这时空气室内气体就膨胀，把储存的一部分液体排到管路中去，增加了管路中的流量，从而减少了管路中流量和压力的脉动，使压力和流量平稳。
水流注入待测量段的岩体后，需要堵住待测量岩体上部空间，需要用到堵水装置，使用时，先将高压细水管18一头与压水桶9连接，一头与橡胶塞12连接，橡胶塞12再与钻杆10连接，通过钻杆下至指定位置后，通过压水桶9压水，使橡胶塞12不断膨胀，直至橡胶塞12紧紧堵住岩体，上部压力表达到15kg以上。压水试验结束后，通过压水桶上部开头，卸掉压力后，橡胶塞12自动收缩，则可以跟着钻杆提上来。
本实用新型所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，制作简便，便于携带，操作简单，受场地条件影响小，其中堵水装置部分很好地解决了绕渗问题，上部测量设备，则能较好的解决压力不稳问题，同时读数简单、方便、准确，能很好地解决压水过程中常遇到的问题，值得推广。
本实用新型所述进水水管4上设有控制阀一14，控制流量。
本实用新型所述空气室3上方有水压表二16，能够监控空气室的压力，确保水流稳定。
本实用新型所述的进水水管4与排水水管6为刚性管，能够承受瞬间大流量。
本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (6)
1.一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：包括上部测量装置与下部堵水装置，所述上部测量装置包括空气室、进水水管、高压水管、排水水管，所述进水水管与排水水管连接钻机水泵，进水水管连接空气室，空气室另一端通过管道连接高压水管，所述管道上设有水压表一，所述排水水管上设有控制阀二，所述下部堵水装置包括压水桶、高压细水管、橡胶塞，所述橡胶塞中间设有通水管，橡胶塞侧面设有进水口连通橡胶塞与通水管之间，所述高压细水管连接压水桶与橡胶塞，所述高压水管连接通水管。
2.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述进水水管上设有控制阀一。
3.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述进水水管上设有流量表。
4.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述空气室为常压式空气室。
5.根据权利要求4所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述空气室上方有水压表二。
6.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述进水水管与排水水管为刚性管。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112557279A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-03-26 | 陕西南梁矿业有限公司 | 一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法 |
| CN114324114A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-12 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 用于岩体渗透性试验的注水装置及试验方法 |
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- 2018-12-24 CN CN201822173441.8U patent/CN209400383U/zh active Active
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