CN214749642U - 土石混合体渗透系数室内测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土石混合体渗透系数室内测试装置，包括：用于提供恒温试验环境的恒温箱，恒温箱内设有用于供给测试所需水体的供水箱、用于进行土石混合体渗透系数测试试验的试验筒、及用于对测试试验时溢出试验筒的溢流水进行称重计量的溢水计量构件。试验筒内盛装有待测试试验的土石混合体，试验筒还用于在试验过程中对土石混合体施加测试压力。供水箱与试验筒连通，以在试验过程中向试验筒供给试验所需水体。溢水计量构件用于盛接由试验筒溢出的溢流水，并对溢流水的重量进行实时计量。采用本新型的室内测试装置进行测试时，测试结果更准确，测试精度更高，得到的渗透结果应用于实际工程存在的偏差小，有利于相关科研工作的高质量进行。

Description

土石混合体渗透系数室内测试装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，特别地，涉及一种土石混合体渗透系数室内测试装置。

背景技术

土石混合体渗透系数与其工程性质有很大关联，且是对边坡工程进行分析的一个基本参数，因此，在研究边坡稳定性问题时，对土石混合体渗透系数的测定不可避免，具有十分重要的现实意义及十分迫切的科研需求。

土石混合体渗透系数的测定基本可分为室内测试和现场试验两种方法，然而现场试验具有时间跨度大、人工需求量多等缺点，因而室内测试受到相关学者的广泛青睐。室内测试又分为常水头和变水头测试两种方法，多是通过测量一定时间内水口的损失来进行测试。

现有技术中，水口损失一般通过读取溢出水的体积进行得到，误差相对较大；且对于土石混合体材料来讲，无压状态下层流状态很难满足，故需对其施加一定的压力；另一方面，目前的室内测试多处于大气环境中，温度波动较大，且多为单角度测试，进一步影响了土体渗透系数的测试结果，得到的结果应用于实际工程存在一定的偏差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种土石混合体渗透系数室内测试装置，以解决现有室内测试试验存在的操作繁琐、测试精度低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种土石混合体渗透系数室内测试装置，包括：用于提供恒温试验环境的恒温箱，恒温箱内设有用于供给测试所需水体的供水箱、用于进行土石混合体渗透系数测试试验的试验筒、及用于对测试试验时溢出试验筒的溢流水进行称重计量的溢水计量构件；试验筒内盛装有待测试试验的土石混合体，试验筒还用于在试验过程中对土石混合体施加测试压力；供水箱与试验筒连通，以在试验过程中向试验筒供给试验所需水体；溢水计量构件用于盛接由试验筒溢出的溢流水，并对溢流水的重量进行实时计量。

进一步地，恒温箱包括空心箱体状的恒温箱体，恒温箱体的上盖板开合设置；恒温箱体的侧壁上设有供外部热气流进入其内的气孔；供水箱、试验筒、及溢水计量构件分别设置于恒温箱体内。

进一步地，供水箱的侧壁上设有出水口，出水口中设有用于控制其通断的开关阀；试验筒的侧壁上设有进水口；土石混合体渗透系数室内测试装置还包括导管，导管的两端分别与出水口和进水口连通。

进一步地，试验筒包括用于盛装土石混合体的试验筒体、用于对土石混合体进行支撑以防土石混合体堵塞进水口的固定透水板、及用于对土石混合体施加测试压力的压力施加构件；进水口开设于试验筒体的侧壁上，且试验筒体的侧壁上还开设有供溢出土石混合体的水体向外溢流的溢水口，溢水口位于进水口的上方；固定透水板固定设置于试验筒体内，且位于进水口的上方；压力施加构件连接于试验筒体上，以用于施加土石混合体向下的测试压力。

进一步地，试验筒体为上端开口的空心筒状；压力施加构件包括连接于试验筒体开口端的上板、连接于上板下表面上的压缩弹簧、及连接于压缩弹簧自由端上的活动透水板；活动透水板用于在压缩弹簧的作用下下压土石混合体以施加测试压力，活动透水板还用于供溢出土石混合体的水体向外溢流。

进一步地，土石混合体渗透系数室内测试装置还包括可调支座，可调支座设置于恒温箱体内；试验筒支设于可调支座上，以用于在可调支座的作用下倾斜角度，进行实现土石混合体渗透系数的多角度测试。

进一步地，恒温箱还包括连接于恒温箱体底板上的第一吸板；可调支座包括第二吸板、与第二吸板相对设置的支撑板、连接于支撑板上的防护环、及多根长度沿轴向伸缩可调的可调支脚；第二吸板与第一吸板吸合；试验筒支设于支撑板上，且通过防护环的环设作用有效防止试验筒侧翻；多根可调支脚平行间隔设置，且各可调支脚的一端与第二吸板固定，可调支脚的另一端与支撑板铰接。

进一步地，土石混合体渗透系数室内测试装置还包括撑架，撑架的一端与恒温箱体的底板相连，撑架的另一端支撑抵靠于试验筒的倾斜侧，以用于防止试验筒侧翻。

进一步地，溢水计量构件包括用于盛接由试验筒溢流的水体的接水杯、用于承载接水杯的承载架、及用于计量接水杯内溢流水重量的重量计量器；承载架连接于恒温箱体的内侧壁上，且对接水杯的支撑高度可调；接水杯支设于承载架上；重量计量器设置于承载架上。

进一步地，承载架包括承载柱、及用于承托接水杯的托板；承载柱呈“L”型，其长边与恒温箱体的内侧壁固定，其短边伸缩设置，且托板连接于承载柱短边的顶端；重量计量器设置于托板与承载柱之间。

本实用新型具有以下有益效果：

采用本实用新型的室内测试装置进行土石混合体渗透系数的室内测试时，使用方便、操作简单；且试验过程中，试验筒还用于对土石混合体施加测试压力，以满足层流状态，进而提高试验精度，同时，水口损失通过溢水计量构件读取溢出水的重量得到，误差非常小，也可提高测试试验的精度，另外，通过恒温箱提供测试试验所需的恒定温度，使试验过程中，温度波动较小，进而也提高试验结果的精度，从而采用本实用新型的室内测试装置进行土石混合体渗透系数的室内测试时，测试结果更准确，测试精度更高，得到的渗透系统结果应用于实际工程存在的偏差较小，有利于相关科研工作的高质量进行。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的土石混合体渗透系数室内测试装置的主视结构示意图；

图2是图1中可调支座的三维结构示意图；

图3是图1的局部放大结构示意图。

图例说明

10、恒温箱；11、恒温箱体；111、上盖板；112、气孔；12、第一吸板；20、供水箱；201、出水口；202、开关阀；30、试验筒；301、进水口；302、溢水口；31、试验筒体；32、固定透水板；33、压力施加构件；331、上板；332、压缩弹簧；333、活动透水板；40、溢水计量构件；41、接水杯；421、承载柱；422、托板；43、重量计量器；50、导管；60、可调支座；61、第二吸板；62、支撑板；63、防护环；64、可调支脚；70、撑架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种土石混合体渗透系数室内测试装置，包括：用于提供恒温试验环境的恒温箱10，恒温箱10内设有用于供给测试所需水体的供水箱20、用于进行土石混合体渗透系数测试试验的试验筒30、及用于对测试试验时溢出试验筒30的溢流水进行称重计量的溢水计量构件40。试验筒30内盛装有待测试试验的土石混合体，试验筒30还用于在试验过程中对土石混合体施加测试压力。供水箱20与试验筒30连通，以在试验过程中向试验筒30供给试验所需水体。溢水计量构件40用于盛接由试验筒30溢出的溢流水，并对溢流水的重量进行实时计量。

采用本实用新型的土石混合体渗透系数室内测试装置进行土石混合体渗透系数的室内测试时，首先在试验筒30内盛装待测试试验的土石混合体，然后开启恒温箱10，以使恒温箱10内的温度达到试验所需的恒定温度，接着再打开供水箱20，以使水体在试验过程中不间断地供入试验筒30；一段时间后，渗透土石混合体的水体溢流出试验筒30，溢水计量构件40盛接由试验筒30溢流的溢流水，并对溢流水的重量进行实时计量，操作者根据溢流水的重量-时间关系，可获取溢流水的重量-时间关系图，进而获得该测量土石混合体的渗透系数。

采用本实用新型的室内测试装置进行土石混合体渗透系数的室内测试时，使用方便、操作简单；且试验过程中，试验筒30还用于对土石混合体施加测试压力，以满足层流状态，进而提高试验精度，同时，水口损失通过溢水计量构件40读取溢出水的重量得到，误差非常小，也可提高测试试验的精度，另外，通过恒温箱10提供测试试验所需的恒定温度，使试验过程中，温度波动较小，进而也提高试验结果的精度，从而采用本实用新型的室内测试装置进行土石混合体渗透系数的室内测试时，测试结果更准确，测试精度更高，得到的渗透系统结果应用于实际工程存在的偏差较小，有利于相关科研工作的高质量进行。

可选地，如图1所示，恒温箱10包括空心箱体状的恒温箱体11，恒温箱体11的上盖板111开合设置；本可选方案中，恒温箱体11包括空心箱体状的箱本体，上盖板111的一侧与箱本体的开口端铰接，上盖板111的另一侧与箱本体开口端之间设有使两者吸合的吸板，吸板可采用磁铁设置，以防试验过程中箱体开启，进而影响箱体内温度高度。恒温箱体11的侧壁上设有供外部热气流进入其内的气孔112；优选地，气孔112靠近恒温箱体11的底板处，以便提供更均匀的试验温度。供水箱20、试验筒30、及溢水计量构件40分别设置于恒温箱体11内。

可选地，如图1和图3所示，供水箱20的侧壁上设有出水口201，出水口201中设有用于控制其通断的开关阀202。试验筒30的侧壁上设有进水口301。土石混合体渗透系数室内测试装置还包括导管50，导管50的两端分别与出水口201和进水口301连通。本可选方案中，供水箱20的断面大小一定，且体积足够大以作为存水装置，使试验形成变水头试验。本可选方案中，如图3所示，出水口201中设有内螺纹，且进水口301中设有内螺纹，导管50的两端分别设有外螺纹，导管50通过其两端的外螺纹分别与出水口201和进水口301螺纹连接。本可选方案中，导管50的材质为高弹韧性膜。

可选地，如图1所示，试验筒30包括用于盛装土石混合体的试验筒体31、用于对土石混合体进行支撑以防土石混合体堵塞进水口301的固定透水板32、及用于对土石混合体施加测试压力的压力施加构件33。进水口301开设于试验筒体31的侧壁上，且试验筒体31的侧壁上还开设有供溢出土石混合体的水体向外溢流的溢水口302，溢水口302位于进水口301的上方。固定透水板32固定设置于试验筒体31内，且位于进水口301的上方；本可选方案中，固定透水板32的截面形状与试验筒体31的内截面形状匹配，以有效安装固定透水板32，固定透水板32用于支撑土石混合体，以防止土颗粒堵塞进水口301。压力施加构件33连接于试验筒体31上，以用于施加土石混合体向下的测试压力。

本可选方案中，如图1所示，试验筒体31为上端开口的空心筒状。压力施加构件33包括连接于试验筒体31开口端的上板331、连接于上板331下表面上的压缩弹簧332、及连接于压缩弹簧332自由端上的活动透水板333。活动透水板333用于在压缩弹簧332的作用下下压土石混合体以施加测试压力，活动透水板333还用于供溢出土石混合体的水体向外溢流。本可选方案中，上板331与试验筒体31的开口端通过螺栓固定连接。工作时，水体通过导管50由供水箱20并通过进水口301进入试验筒体31，水体继续上行时，通过固定透水板32进入土石混合体内，渗透土石混合体后再通过活动透水板333后，由溢水口302向外溢出，活动透水板333除了施力下压土石混合体外，还用于防止土石混合体堵塞溢水口302。

可选地，如图1所示，土石混合体渗透系数室内测试装置还包括可调支座60，可调支座60设置于恒温箱体11内。试验筒30支设于可调支座60上，以用于在可调支座60的作用下倾斜角度，进行实现土石混合体渗透系数的多角度测试。本实用新型中，通过设置可调支座60支撑试验筒30，进而通过调节可调支座60，即可使试验筒30倾斜所需的角度，即可实现土石混合体渗透系数的多角度测试，进而提高试验测试结果的精度，有利于相关科研工作的高质量进行。

本可选方案中，如图1和图2所示，恒温箱10还包括连接于恒温箱体11底板上的第一吸板12。可调支座60包括第二吸板61、与第二吸板61相对设置的支撑板62、连接于支撑板62上的防护环63、及多根长度沿轴向伸缩可调的可调支脚64。第二吸板61与第一吸板12吸合，本可选方案中，第一吸板12和第二吸板61均采用磁铁设置形成。试验筒30支设于支撑板62上，且通过防护环63的环设作用有效防止试验筒30侧翻；本可选方案中，防护环63呈环状，连接于支撑板62的上表面上，试验筒30支设于支撑板62上时，卡紧于防护环63中。多根可调支脚64平行间隔设置，且各可调支脚64的一端与第二吸板61固定，可调支脚64的另一端与支撑板62铰接。本可选方案中，如图2所示，可调支脚64包括内外套合设置且螺纹连接的两段，通过拧动其中一段，即可调节可调支脚64的长度；或者，可调支脚64参照千分尺的结构设置，并带有刻度，以显示调节高度；通过调节各可调支脚64，可使支撑板62倾斜设置，进而倾斜支撑试验筒30，实现土石混合体渗透系数的多角度测试。

优选地，如图1所示，土石混合体渗透系数室内测试装置还包括撑架70，撑架70的一端与恒温箱体11的底板相连，撑架70的另一端支撑抵靠于试验筒30的倾斜侧，以用于防止试验筒30侧翻。本可选方案中，撑架70包括支设于恒温箱10底板上的高质量板、及连接于高质量板上的支撑环，支撑环呈带缺口的环状，支撑环卡持试验筒30的外圆面，以防试验筒30倾斜时侧翻，提高装置工作的稳定性。

可选地，如图1所示，溢水计量构件40包括用于盛接由试验筒30溢流的水体的接水杯41、用于承载接水杯41的承载架、及用于计量接水杯41内溢流水重量的重量计量器43。承载架连接于恒温箱体11的内侧壁上，且对接水杯41的支撑高度可调。接水杯41支设于承载架上。重量计量器43设置于承载架上。工作时，由试验筒30溢出的水体向下掉入接水杯41中，设置于承载架上的重量计量器43实时测量接水杯41中溢流水的重量，操作者根据溢流水的重量-时间关系，可获取溢流水的重量-时间关系图，进而获得该测量土石混合体的渗透系数，测量操作简单，测量精度高，进而提高测试试验结果的精度。

本可选方案中，如图1所示，承载架包括承载柱421、及用于承托接水杯41的托板422。承载柱421呈“L”型，其长边与恒温箱体11的内侧壁固定，其短边伸缩设置，且托板422连接于承载柱421短边的顶端。重量计量器43设置于托板422与承载柱421之间。本可选方案中，承载柱421的短边包括内外套合且螺纹连接的两段，通过旋动位于上端的一段，即可调节短边的长度，进而调节承载柱421的支撑高度，以便接水杯41更好地承接溢流水。

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 (10)

1.一种土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，包括：

用于提供恒温试验环境的恒温箱(10)，所述恒温箱(10)内设有用于供给测试所需水体的供水箱(20)、用于进行土石混合体渗透系数测试试验的试验筒(30)、及用于对测试试验时溢出所述试验筒(30)的溢流水进行称重计量的溢水计量构件(40)；

所述试验筒(30)内盛装有待测试试验的土石混合体，所述试验筒(30)还用于在试验过程中对所述土石混合体施加测试压力；

所述供水箱(20)与所述试验筒(30)连通，以在试验过程中向所述试验筒(30)供给试验所需水体；

所述溢水计量构件(40)用于盛接由所述试验筒(30)溢出的溢流水，并对溢流水的重量进行实时计量。

2.根据权利要求1所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述恒温箱(10)包括空心箱体状的恒温箱体(11)，所述恒温箱体(11)的上盖板(111)开合设置；

所述恒温箱体(11)的侧壁上设有供外部热气流进入其内的气孔(112)；

所述供水箱(20)、所述试验筒(30)、及所述溢水计量构件(40)分别设置于所述恒温箱体(11)内。

3.根据权利要求1所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述供水箱(20)的侧壁上设有出水口(201)，所述出水口(201)中设有用于控制其通断的开关阀(202)；

所述试验筒(30)的侧壁上设有进水口(301)；

所述土石混合体渗透系数室内测试装置还包括导管(50)，所述导管(50)的两端分别与所述出水口(201)和所述进水口(301)连通。

4.根据权利要求3所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述试验筒(30)包括用于盛装土石混合体的试验筒体(31)、用于对土石混合体进行支撑以防土石混合体堵塞所述进水口(301)的固定透水板(32)、及用于对土石混合体施加测试压力的压力施加构件(33)；

所述进水口(301)开设于所述试验筒体(31)的侧壁上，且所述试验筒体(31)的侧壁上还开设有供溢出土石混合体的水体向外溢流的溢水口(302)，所述溢水口(302)位于所述进水口(301)的上方；

所述固定透水板(32)固定设置于所述试验筒体(31)内，且位于所述进水口(301)的上方；

所述压力施加构件(33)连接于所述试验筒体(31)上，以用于施加土石混合体向下的测试压力。

5.根据权利要求4所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述试验筒体(31)为上端开口的空心筒状；

所述压力施加构件(33)包括连接于所述试验筒体(31)开口端的上板(331)、连接于所述上板(331)下表面上的压缩弹簧(332)、及连接于所述压缩弹簧(332)自由端上的活动透水板(333)；

所述活动透水板(333)用于在所述压缩弹簧(332)的作用下下压土石混合体以施加测试压力，所述活动透水板(333)还用于供溢出土石混合体的水体向外溢流。

6.根据权利要求2所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述土石混合体渗透系数室内测试装置还包括可调支座(60)，所述可调支座(60)设置于所述恒温箱体(11)内；

所述试验筒(30)支设于所述可调支座(60)上，以用于在所述可调支座(60)的作用下倾斜角度，进行实现土石混合体渗透系数的多角度测试。

7.根据权利要求6所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述恒温箱(10)还包括连接于所述恒温箱体(11)底板上的第一吸板(12)；

所述可调支座(60)包括第二吸板(61)、与所述第二吸板(61)相对设置的支撑板(62)、连接于所述支撑板(62)上的防护环(63)、及多根长度沿轴向伸缩可调的可调支脚(64)；

所述第二吸板(61)与所述第一吸板(12)吸合；

所述试验筒(30)支设于所述支撑板(62)上，且通过所述防护环(63)的环设作用有效防止所述试验筒(30)侧翻；

多根所述可调支脚(64)平行间隔设置，且各所述可调支脚(64)的一端与所述第二吸板(61)固定，所述可调支脚(64)的另一端与所述支撑板(62)铰接。

8.根据权利要求6所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述土石混合体渗透系数室内测试装置还包括撑架(70)，所述撑架(70)的一端与所述恒温箱体(11)的底板相连，所述撑架(70)的另一端支撑抵靠于所述试验筒(30)的倾斜侧，以用于防止所述试验筒(30)侧翻。

9.根据权利要求2所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述溢水计量构件(40)包括用于盛接由所述试验筒(30)溢流的水体的接水杯(41)、用于承载所述接水杯(41)的承载架、及用于计量所述接水杯(41)内溢流水重量的重量计量器(43)；

所述承载架连接于所述恒温箱体(11)的内侧壁上，且对所述接水杯(41)的支撑高度可调；

所述接水杯(41)支设于所述承载架上；

所述重量计量器(43)设置于所述承载架上。

10.根据权利要求9所述的土石混合体渗透系数室内测试装置，其特征在于，

所述承载架包括承载柱(421)、及用于承托所述接水杯(41)的托板(422)；

所述承载柱(421)呈“L”型，其长边与所述恒温箱体(11)的内侧壁固定，其短边伸缩设置，且所述托板(422)连接于所述承载柱(421)短边的顶端；

所述重量计量器(43)设置于所述托板(422)与所述承载柱(421)之间。

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