CN212964532U - 一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，包括应力加载系统、渗透容器，所述应力加载系统安装在渗透容器上端口；还包括试样饱和系统，所述试样饱和系统包括：真空抽气系统，所述真空抽气系统与渗透容器上端口连通；可控加压供水系统，所述可控加压供水系统与渗透容器上端口连通。本实用新型可根据实际情况对渗透试样施加不同的垂直应力。可以提供不同的水压，进行不同渗透水压下的渗透试验。能大大减少试样饱和所需时间，解决了由于土样直径大难以排气饱和的问题。

Description

一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置

技术领域

本实用新型涉及粗粒土扰动样渗透试验技术领域，具体地说是一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置。

背景技术

常规的粗粒土渗透试验装置存在的问题及缺陷如下：

1、粗粒土与试验容器壁无法紧密接触，试验中难免会存在侧壁渗漏的问题；

2、对试样不可以施加一定的垂直应力（压力）；

3、试验水流不具有一定的水力压力，不能模拟在高水头作用下的渗透试验；

4、试样的饱和问题，土体中封闭气体的存在会阻塞渗流通道，所以当试样饱和不完全时，试验得到的渗透系数会明显偏小。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷而提供一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，可根据实际情况对渗透试样施加不同的垂直应力。可以提供不同的水压，进行不同渗透水压下的渗透试验。能大大减少试样饱和所需时间，解决了由于土样直径大难以排气饱和的问题。能减少发生侧壁渗漏的可能性，减小由于侧壁渗漏而引起的实验数据偏差。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，包括应力加载系统、渗透容器，所述应力加载系统安装在渗透容器上端口；

还包括试样饱和系统，所述试样饱和系统包括：

真空抽气系统，所述真空抽气系统与渗透容器上端口连通；

可控加压供水系统，所述可控加压供水系统与渗透容器上端口连通。

进一步地，所述应力加载系统包括：

加压千斤顶，所述加压千斤顶安装在上部辅助筒内部，上部辅助筒下端口与渗透容器上端口无缝连接固定，上部辅助筒上端口安装密封盖；

加压垫板，所述加压垫板上表面与加压千斤顶连接固定，且加压垫板外径与渗透容器内径相一致，加压垫板由厚钢板制成，且垫板上有透水孔。

液压泵，所述液压泵通过液压管连接加压千斤顶，在液压管上安装压力表。

进一步地，所述真空抽气系统为真空泵，所述真空泵通过抽气管连通上部辅助筒侧壁开设的抽气孔，抽气管上设置阀门。

进一步地，所述可控加压供水系统包括：

压力泵组，所述压力泵组进口连接水箱出口，水箱出口处设置阀门；

压力罐，所述压力罐进口连接压力泵组出口，压力罐出口通过进水管连通上部辅助筒侧壁开设的进水孔，进水管上设置压力传感器、压力表、阀门。

进一步地，所述渗透容器为试样桶，所述试样桶至少包括一个，所述试样桶侧壁开设至少一个测压孔，测压孔外接测压管，在测压管上设置压力表。

进一步地，所述试样桶内壁还安装柔性格栅；所述柔性格栅为环形，外径与试样桶内径一致，即柔性格栅外圆周壁固定在试样桶内壁，所述柔性格栅每隔10厘米设置一个，所述柔性格栅为具有一定厚度的柔性材料，如橡胶制成。

进一步地，所述试样桶下端口固定在底座上，所述底座包括渗漏板及固定在渗漏板周边的支腿，渗漏板开设多个纵向贯通的渗漏孔，渗漏板底部安装漏斗状的集水器，集水器下端口通过收集管连接量筒。

进一步地，所述收集管上安装流量计，且集水器下端口与收集管连接处安装有阀门。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

渗透容器由高强度有机玻璃制成可实时观测渗透试样的变化，可直观的观测是否存在侧壁渗透或侧壁渗透破坏。

在试样桶中，每间隔10cm设有一环形的柔性格栅（可由橡胶制成），柔性格栅与试样桶为一体，可增大水流沿侧壁的渗透阻力，可明显减少发生侧壁渗漏的可能。

可控加压供水系统包括一水箱和加压装置，可以提供不同的水压，进行不同渗透水压下的渗透试验。

数据采集系统主要包括对进水管和出水管处的流量计，进出水管路上的压力计等数据的采集记录。

试样饱和系统主要包括一台真空抽气机及注水装置，真空抽气机连接在试样上部。抽真空开始前，关闭所有测压孔及下部出水管阀门，达到预定真空度后，关闭抽气管上的阀门，打开出水管阀门，注入无气水。通过这两种措施能大大减少试样饱和所需时间，加快试验进程，解决了由于土样直径试验体积较大难以排气饱和的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置的初始状态的结构示意图；

图2为本实用新型一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置的工作状态的结构示意图；

图3为试样桶的结构示意图；

图4为图3的俯视图。

图中：液压泵1，压力表2，测压管3，加压千斤顶4，进水管5，加压垫板6，压力泵组7，压力罐8，压力传感器9，压力表10，水箱11，试样桶12，柔性格栅13，底座14，集水器15，流量计16，量筒17，测压孔18，抽气管19，真空泵20，上部辅助筒21。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2、图3、图4，本实用新型提供一种技术方案：

一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，包括应力加载系统、渗透容器，所述应力加载系统安装在渗透容器上端口；

还包括试样饱和系统，所述试样饱和系统包括：

真空抽气系统，所述真空抽气系统与渗透容器上端口连通；

可控加压供水系统，所述可控加压供水系统与渗透容器上端口连通。

进一步地，所述应力加载系统包括：

加压千斤顶4，所述加压千斤顶安装在上部辅助筒21内部，上部辅助筒下端口与渗透容器上端口无缝连接固定，上部辅助筒上端口安装密封盖；

加压垫板6，所述加压垫板上表面与加压千斤顶连接固定，且加压垫板外径与渗透容器内径相一致，加压垫板上设置有透水孔；

液压泵1，所述液压泵通过液压管连接加压千斤顶，在液压管上安装压力表2。

进一步地，所述真空抽气系统为真空泵20，所述真空泵通过抽气管19连通上部辅助筒侧壁开设的抽气孔，抽气管上设置阀门。

进一步地，所述可控加压供水系统包括：

压力泵组7，所述压力泵组进口连接水箱11出口，水箱出口处设置阀门；

压力罐8，所述压力罐进口连接压力泵组出口，压力罐出口通过进水管连通上部辅助筒侧壁开设的进水孔，进水管上设置压力传感器9、压力表10、阀门。

进一步地，所述渗透容器为试样桶12，所述试样桶至少包括一个，所述试样桶侧壁开设至少一个测压孔18，测压孔外接测压管3，在测压管上设置压力表。

进一步地，所述试样桶内壁还安装柔性格栅13；所述柔性格栅为环形，外径与试样桶内径一致，即柔性格栅外圆周壁固定在试样桶内壁，所述柔性格栅每隔10厘米设置一个。

进一步地，所述试样桶下端口固定在底座14上，所述底座包括渗漏板及固定在渗漏板周边的支腿，渗漏板开设多个纵向贯通的渗漏孔，渗漏板底部安装漏斗状的集水器15，集水器下端口通过收集管连接量筒17。

进一步地，所述收集管上安装流量计16，且集水器下端口与收集管连接处安装有阀门。

该种粗粒土渗透试验装置主要包括：应力加载系统、渗透容器、试样饱和系统及监测数据采集系统几大系统组成。

应力加载系统由一个液压千斤顶及加压泵组成，可根据实际情况对渗透试样施加不同的垂直应力。

渗透容器由高强度有机玻璃制成的试样桶组装而成；试样桶设计每节长度50cm，每间隔10cm预留有测压孔；可根据需要灵活的在不同的位置布置测压管。

整个渗透容器由单个的可拆卸组合的试样桶组成，可根据试验要求组装不同节数的试样桶，每节试样桶之间用不锈钢螺栓链接，试样桶之间放置橡胶密封垫。

渗透容器由高强度有机玻璃制成可实时观测渗透试样的变化，可直观的观测是否存在侧壁渗透或侧壁渗透破坏。

在试样桶中，每间隔10cm设有一环形的柔性格栅（可由橡胶制成），柔性格栅与试样桶为一体，可增大水流的渗透阻力，可明显减少发生侧壁渗漏的可能。橡胶制成的柔性格栅一方面可以保证试样与其紧密接触，另一方面，橡胶作为不透水的材料，相当于在试样垂直线上增加了一个不透水带，可以理解为当水流沿侧壁渗漏时，柔性格栅的存在起到了一个阻水帷幕的作用，同时增加水流沿侧壁的渗透阻力和渗透路径。

数据采集系统主要包括对进水管和出水管处的流量计，进出水管路上的压力计等数据的采集记录。

试样饱和系统主要包括一台真空抽气机及注水装置，真空抽气机连接在试样上部。抽真空开始前，关闭所有测压孔及下部出水管阀门，达到预定真空度后，关闭抽气管上的阀门，打开出水管阀门，注入无气水。通过这两种措施能大大减少试样饱和所需时间，加快试验进程，解决了由于试验体积大难以排气饱和的问题。注水装置也是一种可控加压供水系统，可控加压供水系统包括一水箱和加压装置，可以提供不同的试验水压，进行不同渗透水压下的渗透试验。

试验时，试样上下均放置有有机玻璃透水板，透水板与试样接触处还有钢丝网，透水板和钢丝网的设置可以有效的减小有压水流对试样的冲击及小颗粒土样的流失。这是装样时的具体措施，虽然图纸上没有显示这些部件标号名称，但本领域技术人员是清楚这些具体技术措施的。而且这些部件是装样过程中的技术措施，严格来说不属于本实用新型的构成部件，所以不再赘述。

另外，装样时，采用振动泵和击实锤联合作业的方式，可明显加快装样速度，加快试验进程，可进行较高相对密度小的渗透试验。这是装样时的具体措施，本领域技术人员是清楚这些具体技术措施的。所以不再赘述。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，包括应力加载系统、渗透容器，所述应力加载系统安装在渗透容器上端口；

其特征在于，还包括试样饱和系统，所述试样饱和系统包括：

真空抽气系统，所述真空抽气系统与渗透容器上端口连通；

可控加压供水系统，所述可控加压供水系统与渗透容器上端口连通。

2.根据权利要求1所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述应力加载系统包括：

加压千斤顶，所述加压千斤顶安装在上部辅助筒内部，上部辅助筒下端口与渗透容器上端口无缝连接固定，上部辅助筒上端口安装密封盖；

加压垫板，所述加压垫板上表面与加压千斤顶连接固定，且加压垫板外径与渗透容器内径相一致，垫板上有透水孔；

液压泵，所述液压泵通过液压管连接加压千斤顶，在液压管上安装压力表。

3.根据权利要求2所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述真空抽气系统为真空泵，所述真空泵通过抽气管连通上部辅助筒侧壁开设的抽气孔，抽气管上设置阀门。

4.根据权利要求2或3所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述可控加压供水系统包括：

压力泵组，所述压力泵组进口连接水箱出口，水箱出口处设置阀门；

压力罐，所述压力罐进口连接压力泵组出口，压力罐出口通过进水管连通上部辅助筒侧壁开设的进水孔，进水管上设置压力传感器、压力表、阀门。

5.根据权利要求1或2所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述渗透容器为试样桶，所述试样桶至少包括一个，所述试样桶侧壁开设至少一个测压孔，测压孔外接测压管，在测压管上设置压力表。

6.根据权利要求5所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述试样桶内壁还安装柔性格栅；所述柔性格栅为环形，外径与试样桶内径一致，即柔性格栅外圆周壁固定在试样桶内壁，所述柔性格栅每隔10厘米设置一个。

7.根据权利要求5所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述试样桶下端口固定在底座上，所述底座包括渗漏板及固定在渗漏板周边的支腿，渗漏板开设多个纵向贯通的渗漏孔，渗漏板底部安装漏斗状的集水器，集水器下端口通过收集管连接量筒。

8.根据权利要求7所述的一种不同压力条件下的粗粒土扰动样渗透试验装置，其特征在于，所述收集管上安装流量计，且集水器下端口与收集管连接处安装有阀门。

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