CN211741002U - 一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，包括底座和放置在底座上的测量筒，在底座上从上至下依次设有承重板、挡水板和连接板；连接板与底座为一体或者固定连接，测量筒与连接板螺纹连接；承重板、挡水板和测量筒内壁形成用于储水的渗水仓；承重板用于承载土样，承重板上开有若干个渗水孔；在测量筒的侧壁上开有排水孔和测压孔，在排水孔和测压孔内安装有防堵塞螺母；在底座上设有液压系统，液压系统包括液压缸和活塞杆，活塞杆顶端与承重孔板连接。在装土样过程中防止测压孔和排水孔被堵塞，提高了实验结果准确性；试验结束，装置内液压系统可推出土样，提高清理效率，省事省力；测量筒与底座可拆分，方便清理筒内残留土渣。

Description

一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置

技术领域

本实用新型属于道路工程试验测试技术领域，涉及一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置。

背景技术

路基土渗透系数是表征水分渗透路基土空隙的难易程度的参数。水分在土体中的渗透速度与渗透系数密切相关，渗透系数越大，水分就越容易进入路基中，路基就越容易发生水损坏。传统上，大多采用常水头渗透系数试验仪测定路基土渗透系数，按照标准实验方法将土样分层装入试验仪中，并进行分层浸润，当土样装入合适高度时进行测量实验；试验完成后将土样丢弃在适当位置。存在的问题分为：(1)现有仪器测量筒与底座相连接，无法拆分，且不易清理实验完成时存留在试验筒中的土样；(2)现有仪器中的测压孔及排水孔容易被土颗粒堵塞，造成排水不畅、测压管读数不稳定，排水不畅影响试验时间内渗透水量，测压管读数不稳定影响不同测压管之间的水位差，进而影响渗透系数的准确测量，且测压孔和排水孔内的土颗粒不易清理。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，解决了现有常水头渗透系数试验仪不易清理土样，以及测压孔与排水孔易堵塞的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，包括底座和放置在底座上的测量筒，在底座上从上至下依次设有承重板、挡水板和连接板；连接板与底座为一体或者固定连接，测量筒与连接板螺纹连接；

承重板、挡水板和测量筒内壁形成用于储水的渗水仓；

承重板用于承载土样，承重板上开有若干个渗水孔；

在测量筒的侧壁上开有排水孔和测压孔，在排水孔和测压孔内安装有防堵塞螺母；

在底座上设有液压系统，液压系统包括液压缸和活塞杆，活塞杆底端设置在液压缸内，顶端与承重板连接。

进一步，防堵塞螺母包括一体连接的中部杆体和螺纹连接部，中部杆体的外径与排水孔和测压孔的内径相同，螺纹连接部内壁设有内螺纹，排水孔和测压孔外圆面上设有外螺纹，内螺纹和外螺纹适配。

进一步，在承重板的侧壁上开有环装凹槽，环状凹槽内安装有密封条。

进一步，在挡水板的侧壁上开有环装凹槽，环状凹槽内安装有密封条。

进一步，在测量筒底部内壁设有内螺纹，在连接板的侧壁上设有外螺纹；

或在测量筒底部外壁设有外螺纹，连接板为中空圆环，在中空圆环内壁上设有内螺纹。

进一步，排水孔为两个，设置在测量筒的一侧筒壁上；测压孔为三个，设置在测量筒的另一侧筒壁上。

进一步，挡水板和承重板通过连接轴固定连接，挡水板中心开有圆孔，圆孔直径与连接轴的内径相同。

进一步，在底座中心固定设置有空心轴，挡水板套设在空心轴上，承重板放置在空心轴顶端上表面上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，包括底座和测量筒，底座和测量筒螺纹连接，试验结束时，测量筒可与底座拆分，方便清洗、存放；在底座上设有液压系统，液压系统包括液压缸和活塞杆，可在实验完成后，通过活塞杆上行把土样推出测量筒，省时省力；在排水孔和测压孔内安装防堵塞螺母，防堵塞螺母与排水孔和测压孔适配，防止装土样过程中排水孔和测压孔被土颗粒堵塞，避免了测压管读数不稳定影响不同测压管之间的水位差的问题，进而提高了实验结果准确性。

进一步，将防堵塞螺母设计一体连接的中部杆体和螺纹连接部，中部杆体与测压孔和排水孔的尺寸匹配，能够将中部杆体塞入测压孔和排水孔内，将测压孔和排水孔堵住；通过螺纹连接部与测压孔和排水孔伸出部分螺纹连接，将防堵塞螺母与测压孔和排水孔拧紧。

进一步，挡水板与承重板一体式设计，该结构整体简单，活塞杆在推动承重板时，同时带动挡水板一起向上运动。

进一步，挡水板与承重板采用分离式设计，该结构需要在底座上加设一个用于固定挡水板的轴，但是不需要活塞杆比较大的推力。

附图说明

图1为本实用新型在做试验时的结构示意图；

图2为本实用新型在做试验前的结构示意图；

图3为图2中的a-a截面图；

图4为防堵塞螺母的立体结构示意图；

图5为去掉测量筒后的内部结构立体图。

其中：1为底座，2为测量筒；3为连接板，4为挡水板，5为承重板，6为渗水孔，7为排水孔，8为固定螺母，9为排水管，10为测压孔，11为测压附管，12为测压管，13为测压板，14为渗水仓，15为防堵塞螺母，151为中部杆体，152为螺纹连接部，16为过滤网，17为密封条。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1和2所示，本实用新型公开的一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，包括底座1和放置在底座1上的测量筒2，在底座1上从上至下依次设有承重板5、挡水板4和连接板3；连接板3与底座1为一体或者固定连接，测量筒2与连接板3螺纹连接；承重板5、挡水板4和测量筒2内壁形成用于储水的渗水仓14；承重板5用于承载土样，承重板5上开有若干个渗水孔6；在测量筒2的侧壁上开有排水孔7和测压孔10，在排水孔7和测压孔10内安装有防堵塞螺母15。

测量筒2的筒壁上设有两个排水孔7和三个测压孔10，五个孔都有突出部分，突出部分在靠近测量筒2外壁部分存在外螺纹，且与防堵塞螺母15和固定螺母8相匹配。两个排水孔7在同一竖直线上，三个测压孔10在同一竖直线上。

当给测量筒2内注水时，排水孔7连接有排水管9；当测压时，测压孔10连接测压附管11和测压管12，测压附管11和测压管12固定在测压板13上。

由于在排水孔7和测压孔10内壁上不方便加工内螺纹，进一步地说，如果在排水孔7和测压孔10内壁上设置内螺纹，土颗粒容易堵塞螺纹，所以设计了防堵塞螺母15，如图4所示，防堵塞螺母15包括一体连接的中部杆体151和螺纹连接部152，中部杆体151的外径与排水孔7和测压孔10的内径相同，螺纹连接部152内壁设有内螺纹，排水孔7和测压孔10伸出部分外圆面上设有外螺纹，内螺纹和外螺纹适配。

在装土前，将防堵塞螺母15装入排水孔7和测压孔10内，具体为中部杆体151塞入孔内，旋转螺纹连接部152，使防堵塞螺母15与排水孔7和测压孔10连接。这样就能避免在装土过程中，土颗粒进入排水孔7和测压孔10。

测量筒2与底座1可拆分，方便清洗测量筒2。具体地为：如图1或图2所示，测量筒2底部内壁上有内螺纹，且与连接板3外壁外螺纹相匹配，此时连接板3设置在测量筒2内部。或在测量筒2底部外壁设有外螺纹，在连接板3内壁上设有内螺纹，此时连接板3一定为中空圆环，测量筒2放置在连接板3内部。

如图3和5所示，承重板5呈圆饼状，承重板5上开有8个渗水孔6，板外沿存在环状凹槽，凹槽内安装密封条17用于密封。挡水板4侧壁上开有环状凹槽，凹槽内安装密封条17用于密封。

挡水板4与承重板5可设计为一体式结构，两者连接在一起，挡水板4和承重板5通过连接轴固定连接，挡水板4中心开有圆孔，圆孔直径与连接轴的内径相同；也可以采用分离式结构，在底座中心设有一个固定空心轴，挡水板4套设在空心轴上，承重板5放置在空心轴顶端上表面上。

装置存放时，底座1与测量筒2按螺纹连接，并将五个防堵塞螺母15，分别安装在两个排水孔7和三个测压孔10中，在承重板5上放上过滤网16。

具体的试验过程和传统的试验过程是相同的，在测量筒2上方装有供水瓶，供水瓶通过止水夹连接有供水管，下面具体描述本实用新型的试验过程：

1、实验准备时，将下面一个排水孔7中的防堵塞螺母15拧下来，装上排水管9，并拧上固定螺母8，其余四个防堵塞螺母15保持不动，使供水瓶中的水流到测量筒2内，水位略高于承重板5，关止水夹；

2、取土样3-4kg，称量，准确至1g，并测其风干含水率；

3、将土样分层装入测量筒2，每层厚2-3cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制孔隙比。如土样含黏粒比较多，应在承重板5上加铺约2cm厚的粗砂作为缓冲层，以防细粒被水冲走；

4、每层试样装好后，慢慢开启止水夹，水由筒底向上渗入，使试样逐渐饱和。水面不得高出试样顶面。当水与试样顶面平齐时，关闭止水夹。饱和时水流不可太急，以免冲动试样。

5、如此分层装入试样、饱和，至高出测压孔10 3-4cm为止，量出试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土质量，准确至0.1g，计算装入试样总质量。拧下其余四个防堵塞螺母15，在上排水孔7上连接排水管9、测压孔10上连接测压附管11，测压附管11连接测压管12，并拧上四个固定螺母8，在试样上面铺1-2cm砾石作缓冲层，放水，至水面高出砾石层2cm左右时，关闭止水夹。

6、开启止水夹，供水管中的水由筒体上部注入，至水面与上侧排水孔7平齐为止。

7、静置数分钟，检查各测压管12水位是否与上侧排水孔7齐平，如不齐平，说明仪器有集气或漏气，需要挤压测压管12上的橡皮管，或用吸球在测压管12上部将集气吸出，调至水位齐平为止。

8、降低下侧排水管9的管口位置，水即渗过试样，经排水管9流出。此时调节止水夹，使进入筒体内的水量多于渗出水量，上侧排水孔7始终有水流出，以保持筒中水面不变。

9、测压管12水位稳定后，测记水位，计算水位差。

10、开动秒表，同时用量筒接取一定时间的渗透水量，并重复一次。接水时，下侧排水管9出水口不浸入水中。

11、测记进水和出水处水温，取其平均值。

12、降低下侧排水管9管口至试样中部及下部1/3高度处，改变水力坡降H/L，重复步骤8-11，进行测定。

在底座1上设有液压系统(图中未示其结构)，液压系统包括油箱、液压缸、活塞杆、液压泵、电磁换向阀和电机，活塞杆底端设置在液压缸内，活塞杆顶端与承重板5连接，底座1上设有控制面板，控制面板与电机电连接，通过控制面板启动关闭电机，当电机启动后，电机控制液压泵从油箱中吸油，液压缸的无杆腔进油，推动活塞杆上行，将承重板5顶起，实现将土样推出；然后通过电磁换向阀换向后，有杆腔进油，推动活塞杆下行，回到初始位置。

试验完成后，拧下固定螺母8，拆下排水管9和测压附管11，将测量筒2及底座1平放，启动液压系统，打开液压泵，液压油进入液压缸的无杆腔内，推动活塞杆带动承重板5向上移动，将土样推出测量筒2，将废弃土样正确处理。更改液压油流动方向，液压油进入有杆腔，活塞杆带动承重板5下降，让液压系统恢复原位，将底座1与测量筒2拧开分离，清洗底座1、测量筒2、过滤网16及其他部件。清洗完成后，将底座1与测量筒2按螺纹连接，并将五个防堵塞螺母15，分别安装在两个排水孔7、三个测压孔10中，在承重板5上放上过滤网16。最后，将该装置、排水管9、固定螺母8、测量管及试验工具放回原位，试验结束。

Claims (8)

1.一种易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，包括底座(1)和放置在底座(1)上的测量筒(2)，在底座(1)上从上至下依次设有承重板(5)、挡水板(4)和连接板(3)；连接板(3)与底座(1)为一体或者固定连接，测量筒(2)与连接板(3)螺纹连接；

承重板(5)、挡水板(4)和测量筒(2)内壁形成用于储水的渗水仓(14)；

承重板(5)用于承载土样，承重板(5)上开有若干个渗水孔(6)；

在测量筒(2)的侧壁上开有排水孔(7)和测压孔(10)，在排水孔(7)和测压孔(10)内安装有防堵塞螺母(15)；

在底座(1)上设有液压系统，液压系统包括液压缸和活塞杆，活塞杆底端设置在液压缸内，顶端与承重板(5)连接。

2.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，防堵塞螺母(15)包括一体连接的中部杆体(151)和螺纹连接部(152)，中部杆体(151)的外径与排水孔(7)和测压孔(10)的内径相同，螺纹连接部(152)内壁设有内螺纹，排水孔(7)和测压孔(10)外圆面上设有外螺纹，内螺纹和外螺纹适配。

3.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，在承重板(5)的侧壁上开有环装凹槽，环状凹槽内安装有密封条(17)。

4.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，在挡水板(4)的侧壁上开有环装凹槽，环状凹槽内安装有密封条(17)。

5.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，在测量筒(2)底部内壁设有内螺纹，在连接板(3)的侧壁上设有外螺纹；

或在测量筒(2)底部外壁设有外螺纹，连接板(3)为中空圆环，在中空圆环内壁上设有内螺纹。

6.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，排水孔(7)为两个，设置在测量筒(2)的一侧筒壁上；测压孔(10)为三个，设置在测量筒(2)的另一侧筒壁上。

7.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，挡水板(4)和承重板(5)通过连接轴固定连接，挡水板(4)中心开有圆孔，圆孔直径与连接轴的内径相同。

8.根据权利要求1所述的易清理防堵塞的路基土渗透系数测试装置，其特征在于，在底座(1)中心固定设置有空心轴，挡水板(4)套设在空心轴上，承重板(5)放置在空心轴顶端上表面上。

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