CN214374157U

CN214374157U - 一种水泥土渗透系数测定装置

Info

Publication number: CN214374157U
Application number: CN202120479851.4U
Authority: CN
Inventors: 房立兴; 李�杰; 李玉龙; 刘纯利; 任永结; 张春增; 刘文渊; 王兔龙; 牛海嘉; 张乃恭
Original assignee: Tianjin Survey And Design Institute Group Co Ltd; Tianjin Bochuan Geotechnical Engineering Co ltd
Current assignee: Tianjin Survey And Design Institute Group Co Ltd; Tianjin Bochuan Geotechnical Engineering Co ltd
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2031-03-05

Abstract

本申请提供一种水泥土渗透系数测定装置，包括试样装置、量筒、储水罐及储气罐；试样装置包括固定结构及固定罩，固定结构设在固定罩内；固定结构包括上透水部及下透水部，上透水部及下透水部之间设试样，固定结构的侧面设一圈橡胶垫层，橡胶垫层外侧固定有一对对设的抱瓦；下透水部的底面与固定罩的内底面贴合，上透水部的顶面与固定罩的内顶面贴合；储水罐与下透水部之间连接进水管，量筒与上透水部之间连接出水管。本申请的有益效果是：检测的试样可以从实体中取芯得到，更能代表实体的渗透性；试样可选多种取芯直径，试验测定的适应性强；通过对试样涂刷防水涂料，将橡胶垫层包裹在试样侧壁，并用抱瓦压紧橡胶垫层，解决了试样侧壁扰流问题。

Description

一种水泥土渗透系数测定装置

技术领域

本公开涉及土工材料测定技术领域，具体涉及一种水泥土渗透系数测定装置。

背景技术

水泥土防渗墙已广泛应用于建筑工程领域的基坑止水帷幕，环保施工领域的垃圾填埋场防渗墙、江河堤坝的防渗等，由于水泥土墙施工方便、成本低廉，在防渗处理方面，其具有其它处理方式不具备的优势，因此具有不可替代性。

在防渗工程中，水泥土的渗透特性是工程质量控制的重要指标。水泥土搅拌桩成桩质量和防渗效果的检验就显得尤为重要。准确测定防渗材料的渗透系数对设计的合理性至关重要。所以，水泥土渗透系数是水泥土防渗墙设计和质量控制的关键性指标，必须进行准确测定。

但现在行业内对抗渗水泥土的渗透性检测并没有标准的方法，多采用以下几种常见的方式进行评判：一是采用现场取芯试样的无侧限抗压强度指标进行评判；二是采用试验室制备同参数水泥土进行变水头渗透试验；三是采用水泥土渗透仪进行试验。以上方式都存在着各自的弊端，如抗压强度单一指标评判，理论说服力不强，值得商榷；变水头试验的侧壁绕流、试验误差大，试验室制样与现场取芯的代表性、吻合性差；水泥土渗透仪的截头圆锥形试样的制备不方便等。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种水泥土渗透系数测定装置。

第一方面，本申请提供一种水泥土渗透系数测定装置，包括试样装置、量筒、储水罐及储气罐；所述试样装置包括固定结构及固定罩，所述固定结构设置在所述固定罩内；所述固定结构包括上透水部及下透水部，所述上透水部及下透水部之间设置试样，所述固定结构的侧面设置一圈橡胶垫层，所述橡胶垫层的外侧设置一对相对设置的抱瓦，一对所述抱瓦的外侧设有多个抱箍；所述下透水部的底面与固定罩的内底面贴合设置，上透水部的顶面与固定罩的内顶面贴合设置；所述储水罐的底部设有出水口，所述出水口上连接有进水管，所述进水管远离储水罐的一端连接至所述下透水部上，所述储水罐内的液体通过进水管及下透水部传输至试样内；所述上透水部及量筒之间连接有出水管，所述试样内渗出的液体通过上透水部及出水管传输至所述量筒内；所述储水罐与储气罐之间连接有调压阀。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述上透水部包括上透水石及上垫板，下透水部包括下透水石及下垫板，所述下垫板贴设在下透水石下方，上垫板贴设在上透水石上方；所述下垫板的底面与固定罩的内底面贴合接触，上垫板的顶面与固定罩的内顶面贴合接触；所述进水管的端部依次穿过固定罩底部、下垫板后连接至下透水石上，所述出水管的端部依次穿过固定罩顶部、上垫板后连接至上透水石上。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述固定罩包括下罩体及上罩体，所述上罩体通过连接部连接在下罩体的上方；所述下垫板底面与下罩体内底面贴合接触，上垫板顶面与上罩体内顶面贴合接触。

根据本申请实施例提供的技术方案，在所述试样的侧壁上涂覆至少一层防水涂料。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述量筒的开口端设有防蒸发塞，出水管的端部穿过防蒸发塞后伸入量筒内部。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述储气罐上设置气泵。

本申请提供一种水泥土渗透系数测定装置，相较于现有技术具有以下有益效果：

1、检测的试样可以从实体中取芯得到，与试验室制备的试样相比，更能代表实体的渗透性；

2、试样可选多种取芯直径，试验测定的适应性强；

3、通过将橡胶垫层包裹在试样侧壁，解决了试样侧壁扰流问题。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的结构示意图；

图中所述文字标注表示为：1、量筒；2、储水罐；3、储气罐；4、试样；5、橡胶垫层；6、进水管；7、出水管；8、调压阀；9、上透水石；10、上垫板；11、下透水石；12、下垫板；13、下罩体；14、上罩体；15、连接部；16、防水涂料；17、防蒸发塞；18、气泵；19、抱瓦；20、抱箍。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括试样装置、量筒1、储水罐2及储气罐3；所述试样装置包括固定结构及固定罩，所述固定结构设置在所述固定罩内；所述固定结构包括上透水部及下透水部，所述上透水部及下透水部之间设置试样4，所述固定结构的侧面设置一圈橡胶垫层5，所述橡胶垫层5的外侧设置一对相对设置的抱瓦19，一对所述抱瓦的外侧设有多个抱箍20；所述下透水部的底面与固定罩的内底面贴合设置，上透水部的顶面与固定罩的内顶面贴合设置。

本实施例中，固定罩用于在上下方向上对固定结构进行限位，也即实现对放置在固定结构内的本实施例中的水泥土试样4进行限位，防止试样4中渗透水后发生移位，影响实验数据。同时橡胶垫层5、抱瓦19在固定结构的侧壁连同水泥土试样4侧面外周边缘一起包裹住，防止试样4内注水后试样侧壁防水层发生变形，充入的水在侧壁方向上发生外渗及绕流，从而影响实验的正常进行以及影响实验数据，从而解决了试样侧壁绕流问题。本实施例中，固定罩只需要将固定结构的顶部及底部进行限位即可，因此可对试样进行小于固定罩直径范围内的不同直径的试样芯样进行渗透测定，从而提高测定装置的适应性。

所述储水罐2的底部设有出水口，所述出水口上连接有进水管6，所述进水管6远离储水罐2的一端连接至所述下透水部上，所述储水罐2内的液体通过进水管6及下透水部传输至试样内；所述上透水部及量筒1之间连接有出水管7，所述试样内渗出的液体通过上透水部及出水管7传输至所述量筒1内；所述储水罐2与储气罐3之间连接有调压阀8。

本实施例中，储水罐2内的水通过进水管6及下透水部传输至试样的底部，当试样内充盈较多的水分后，多余的水分由试样内渗出，由于试样的侧壁通过橡胶垫层5、一对抱瓦19及抱箍20包裹，使得水分不会由试样的侧壁渗出，因此多余的水分由试样顶部的上透水部渗出，最终通过与上透水部连通的出水管7传输至量筒1内。

在一优选实施例中，所述上透水部包括上透水石9及上垫板10，下透水部包括下透水石11及下垫板12，所述下垫板12贴设在下透水石11下方，上垫板10贴设在上透水石9上方；所述下垫板12的底面与固定罩的内底面贴合接触，上垫板10的顶面与固定罩的内顶面贴合接触；所述进水管6的端部依次穿过固定罩底部、下垫板12后连接至下透水石11上，所述出水管7的端部依次穿过固定罩顶部、上垫板10后连接至上透水石9上。

本优选实施例中，上透水石9及下透水石11是由透水材料制成，上垫板10及下垫板12由防水材料制成。

在一优选实施例中，所述固定罩包括下罩体13及上罩体14，所述上罩体14通过连接部15连接在下罩体13的上方；所述下垫板12底面与下罩体13内底面贴合接触，上垫板10顶面与上罩体14内顶面贴合接触。本优选实施例中，将固定罩设计为上罩体14及下罩体13分体式结构，可通过连接部15调整上罩体14在下罩体13上方的设置高度，从而适应不同试样芯样高度的在固定罩内放置的固定要求。本实施例中，连接部15设置为连接丝扣。

在一优选实施方式中，在所述试样的侧壁上涂覆至少一层防水涂料16。本优选实施方式中，为进一步防止试样侧壁渗水，在试样的侧壁上涂刷至少一层防水涂料16，当涂刷多层防水涂料16时，需要在一层防水涂料16完全干透后再涂刷新的一层防水涂料16。

在一优选实施例中，所述量筒1的开口端设有防蒸发塞17，出水管7的端部穿过防蒸发塞17后伸入量筒1内部。本优选实施例中，设置防蒸发塞17，可有效避免由出水管7流入量筒1内的水分发生蒸发，最终影响测定试验结构。

在一优选实施例中，所述储气罐3上设置气泵18。针对水泥土渗透系数小的特点，采用气泵18及调压阀8调节储水罐2向试验装置内输入水的渗透压力，可明显缩短渗透试验时间。

本实施例的测定装置的测定方法为：

在水泥土搅拌墙实体上进行试样取芯，将取回的芯样切割成需要的长度(高度)后，将芯样两端加工平整；

将加工好的芯样侧面刷两遍防水涂料，第二遍涂料应该在第一遍涂料晾干后涂刷；

将芯样放置在上透水石及下透水石之间，上透水石及下透水石直径与芯样相同，厚度为5mm，渗透系数应大于10^-3cm/s；

在上透水石及下透水石外侧再分别拼装上垫板及下垫板，上垫板及下垫板中心分别有供出水管和进水管穿过的通孔；

将拼叠好的上垫板、上透水石、水泥土芯样、下透水石、下垫板侧壁分别用橡胶垫层、抱瓦及抱箍固定并密封严实；

固定罩由上罩体和下罩体组成，两部分使用连接丝扣旋紧，将上一步已经固定好的组合体放置于固定罩内，进水管及出水管分别从下罩体和上罩体的中央通孔穿出；

进水管通过储水罐与储气罐连接，储水罐与储气罐中间通过调压阀连接；

出水管连接到量筒，量筒口设置防蒸发塞。

储气罐中的气源通过调压阀为储水罐中的液面提供稳定、可控的压力P，储水罐液面与上透水石处的相对水头高差为H(储水罐水量较大，此值视为恒定值)，气源压力与水头压力通过进水管和下透水石共同作用于水泥土试样端面，渗透通过水泥土后从上透水石、出水管流出至量筒。

根据公式

计算水泥土的渗透系数，其中，

k为水泥土渗透系数(cm/s)；

V为渗透计时内渗出的水量(mL)；

γ为水的重度，取9.8×10^-3N/cm³；

h为试件高度(cm)；

P储水罐内的气压(MPa)；

H为储水罐液面与上透水石处的相对水头高差(cm)；

A为试件横截面积(cm²)；

t为渗透计时(s)。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，包括试样装置、量筒、储水罐及储气罐；所述试样装置包括固定结构及固定罩，所述固定结构设置在所述固定罩内；

所述固定结构包括上透水部及下透水部，所述上透水部及下透水部之间设置试样，所述固定结构的侧面设置一圈橡胶垫层，所述橡胶垫层的外侧设置一对相对设置的抱瓦，一对所述抱瓦的外侧设有多个抱箍；所述下透水部的底面与固定罩的内底面贴合设置，上透水部的顶面与固定罩的内顶面贴合设置；

所述储水罐的底部设有出水口，所述出水口上连接有进水管，所述进水管远离储水罐的一端连接至所述下透水部上，所述储水罐内的液体通过进水管及下透水部传输至试样内；所述上透水部及量筒之间连接有出水管，所述试样内渗出的液体通过上透水部及出水管传输至所述量筒内；

所述储水罐与储气罐之间连接有调压阀。

2.根据权利要求1所述的水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，所述上透水部包括上透水石及上垫板，下透水部包括下透水石及下垫板，所述下垫板贴设在下透水石下方，上垫板贴设在上透水石上方；

所述下垫板的底面与固定罩的内底面贴合接触，上垫板的顶面与固定罩的内顶面贴合接触；所述进水管的端部依次穿过固定罩底部、下垫板后连接至下透水石上，所述出水管的端部依次穿过固定罩顶部、上垫板后连接至上透水石上。

3.根据权利要求2所述的水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，所述固定罩包括下罩体及上罩体，所述上罩体通过连接部连接在下罩体的上方；所述下垫板底面与下罩体内底面贴合接触，上垫板顶面与上罩体内顶面贴合接触。

4.根据权利要求1所述的水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，在所述试样的侧壁上涂覆至少一层防水涂料。

5.根据权利要求1所述的水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，所述量筒的开口端设有防蒸发塞，出水管的端部穿过防蒸发塞后伸入量筒内部。

6.根据权利要求1所述的水泥土渗透系数测定装置，其特征在于，所述储气罐上设置气泵。