CN217059845U - 一种常水头渗透试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于渗透试验技术领域，提供了一种常水头渗透试验系统，包括：加压结构；试验结构，试验结构和加压结构连接；水量收集结构，水量收集结构和试验结构连接；自动关停计时结构，自动关停计时结构和水量收集结构连接，并和加压结构连接。采用本申请实施例中的技术方案，通过加压结构对水源进行加压后，流入试验结构，可对粘性土进行渗透系数k的获取，相较于变水头法，可直接通过试验结构渗出并流入水量收集结构的水量，以及自动关停计时结构获取的时间读数，通过达西定律，获取渗透系数k。降低了对测试环境的要求，简便了数据读取的操作。

Description

一种常水头渗透试验系统

技术领域

本实用新型涉及渗透试验技术领域，具体涉及一种常水头渗透试验系统。

背景技术

渗透试验是利用一些试验器具测定岩土的渗透系数的试验,分为室内试验和野外测定试验两大类。室内渗透试验在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为“常水头法”和“变水头法”两种。

常水头试验适用于测定透水性大的砂性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小，渗透水量很少，用这种试验不易准确测定，须改用变水头试验。由于常水头试验需保持稳定的常水位，需不断向试验筒内注入清水，多余的水就排走了，这样会造成水资源浪费。

变水头试验需要较大的压力差，通常通过提高水头高度来实现，常见的试验仪器安装需要3m以上的高度空间来保证水头压力，有的甚至需要6m以上的高度来安装仪器设备，对房屋空间提出了很高的要求。而且，读水头起始高度和渗透试验后的最终水头高度，由于安装高度空间的问题需通过楼梯爬上爬下进行读数，操作很不方便。变水头渗透试验需计读渗透试验起始高度值和试验结束时的最终水头高度值，由于粘性土渗透系数小，试验需要的时间较长，试验效率较低，由于需要通过楼梯爬上爬下进行读数，费时费力；加之，变水头计算公式较复杂，不如常水头试验计算简便。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种常水头渗透试验系统，以解决现有常水头试验只能测定砂性土，以及避免变水头试验对于测试环境存在要求的问题。

本实用新型提供的一种常水头渗透试验系统，包括：

加压结构；

试验结构，所述试验结构和所述加压结构连接；

水量收集结构，所述水量收集结构和所述试验结构连接；

自动关停计时结构，所述自动关停计时结构和所述水量收集结构连接，并和所述加压结构连接。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种常水头渗透试验系统，通过加压结构对水源进行加压后，流入试验结构，可对粘性土进行渗透系数k的获取，另外相较于变水头法，降低了对测试环境的要求，简便了数据读取的操作。可直接通过试验结构渗出并流入水量收集结构的水量，以及自动关停计时结构获取的时间读数，通过达西定律，获取渗透系数k。

可选地，所述加压结构包括水泵、三通管件、压力表、高压水管，所述水泵、所述三通管件和所述压力表依次连接于所述高压水管上。

由上述技术方案可知，本实用新型通过水泵扬程，增加了水的压力，使本申请不止适用于砂性土，而且也适用于粘性土。

可选地，所述高压水管上还设置有第一水阀，所述第一水阀设置于所述压力表之后。

由上述技术方案可知，第一水阀用于控制经过水泵加压的水流入试验结构中。

可选地，所述试验结构包括试验筒、水源接入管、试样安装装置、水量汇集管，所述水源接入管连接所述试验筒和所述高压水管，所述水源接入管用于将水源从所述高压水管引入所述试验筒中，所述试样安装装置和所述试验筒连接，所述水量汇集管和所述试样安装装置连接。

由上述技术方案可知，试样安装装置可拆卸固定于试验筒的底部，在对应土样进行渗透试验之前，需要先对试验土样进行处理，本申请由于试样安装装置是通过可拆卸方式固定的，在试验过程中可以对试样安装装置进行更换，增加了试验过程的效率。

可选地，所述试验筒上还设置有第二水阀，所述试样安装装置上设置有排气阀。

可选地，所述水量收集结构包括量杯、水量浮标，所述水量浮标设置于所述量杯内，所述试样安装装置渗出的水通过所述水量汇集管汇集于所述量杯内，所述水量浮标和所述自动关停计时结构连接。

可选地，所述自动关停计时结构包括计时器，所述计时器还连接有电源和开关。

可选地，所述量杯的内壁上竖直方向固定有一标尺杆，所述水量浮标顶部设置有一顶针，所述开关固定于所述量杯内。

由上述技术方案可知，量杯的内壁设置有一竖直方向的标尺杆，开关位置设置于预设的水位处，当水量浮标的顶针达到预设位置，触动开关断开，计时器停止计时，读数获取试验时间，利用达西定律进行渗透系数k的计算。相较于通过自己观测时间，本申请中的方案可获取更精准的时间，提高了渗透系数k的精准度。同时相比于水位传感器，可实现控制成本。

采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：

1)采用本申请的技术方案，可基于恒定压力值的水头，通过加压系统能保证稳定和足够的水头压力，避免了常水头试验只能测定砂性土渗透系数的问题，对砂性土和粘性土均可进行渗透系数测定，对不同土性的土壤均有很好的适应性。

2)采用本申请的技术方案，可直接采用达西定律进行渗透系数测定，按照常水头试验方法的公式进行计算，计算方法相较于变水头试验方法更加简便。同时无需通过安装高度来保证水头压力，降低了对环境的要求。

3)采用本申请的技术方案，通过加压结构能保证稳定和足够的水头压力，试验时间变短，试验效率提高。同时因为加压结构的封闭，没有多余的水流走，节约水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例提供的常水头渗透试验系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动关停计时结构的结构示意图。

附图标记：

10-加压结构；101-水泵；102-三通管件；103-压力表；104-高压水管；105-第一水阀；20-试验结构；201-试验筒；2011-第二水阀；202-水源接入管；203-试样安装装置；2031-排气阀；204-水量汇集管；30-水量收集结构；301-量杯；302-水量浮标；40-自动关停计时结构；401-计时器；402-电源；403-开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型提供的一种常水头渗透试验系统，参见图1，包括：

加压结构10；试验结构20，试验结构20和加压结构10连接；水量收集结构30，水量收集结构30和试验结构20连接；自动关停计时结构40，自动关停计时结构40和水量收集结构30连接，并和加压结构10连接。本实用新型提供的一种常水头渗透试验系统装置，通过加压结构10对水源进行加压后，流入试验结构20，可对粘性土进行渗透系数k的获取，另外相较于变水头法，降低了对测试环境的要求，简便了数据读取的操作。可直接通过试验结构20渗出并流入水量收集结构的水量，以及自动关停计时结构40获取的时间读数，通过达西定律，获取渗透系数k。

参见图1，加压结构10包括水泵101、三通管件102、压力表103、高压水管104，水泵101、三通管件102和压力表103依次连接于高压水管104上。本实用新型通过水泵101扬程，增加了水的压力，使本申请不止适用于砂性土，而且也适用于粘性土。

参见图1，高压水管104上还设置有第一水阀105，第一水阀10设置于压力表103之后。第一水阀105用于控制经过水泵101加压的水流入试验结构20中。

参见图1，试验结构20包括试验筒201、水源接入管202、试样安装装置203、水量汇集管204，水源接入管20连接试验筒201和高压水管104，水源接入管用于将水源从高压水管引入试验筒中，试样安装装置和试验筒连接，水量汇集管和试样安装装置连接。试样安装装置203可拆卸固定于试验筒201的底部，在对应土样进行渗透试验之前，需要先对试验土样进行处理，本申请由于试样安装装置203是通过可拆卸方式固定的，在试验过程中可以对试样安装装置进行更换，增加了试验过程的效率。

参见图1，试验筒201上还设置有第二水阀2011，试样安装装置203上设置有排气阀2031。在试样数量多使，试样安装装置203需要频繁更换，此时可通过关闭第二水阀2011，将试验筒201之前的水源截断，避免水资源浪费。但第二水阀2011可能会由于过分频繁的启闭出现损坏情况，此时可通过关闭第一水阀105来截断水源。同时在试验过程中，试样安装装置203和试验筒保持密封状态，排气阀2031可排出试样安装装置203内的多余气体，保证气压稳定。

参见图1，水量收集结构30包括量杯301、水量浮标302，水量浮标302设置于量杯301内，试样安装装置203渗出的水通过水量汇集管204汇集于量杯301内，水量浮标302和自动关停计时结构40连接。

参见图2，自动关停计时结构40包括计时器401，计时器401还连接有电源402和开关403。

可选地，量杯301的内壁上竖直方向固定有一标尺杆，水量浮标顶部设置有一顶针，开关403固定于量杯301内。量杯301的内壁设置有一竖直方向的标尺杆，开关403位置设置于预设的水位处，当水量浮标302的顶针达到预设位置，触动开关403断开，计时器401停止计时，读数获取试验时间，利用达西定律进行渗透系数k的计算。相较于通过自己观测时间，本申请中的方案可获取更精准的时间，提高了渗透系数k的精准度。同时相比于水位传感器，可达到控制成本的效果。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种常水头渗透试验系统，其特征在于，包括：

加压结构；

试验结构，所述试验结构和所述加压结构连接；

水量收集结构，所述水量收集结构和所述试验结构连接；

自动关停计时结构，所述自动关停计时结构和所述水量收集结构连接，并和所述加压结构连接。

2.根据权利要求1所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述加压结构包括水泵、三通管件、压力表、高压水管，所述水泵、所述三通管件和所述压力表依次连接于所述高压水管上。

3.根据权利要求2所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述高压水管上还设置有第一水阀，所述第一水阀设置于所述压力表之后。

4.根据权利要求2所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述试验结构包括试验筒、水源接入管、试样安装装置、水量汇集管，所述水源接入管连接所述试验筒和所述高压水管，所述水源接入管用于将水源从所述高压水管引入所述试验筒中，所述试样安装装置可拆卸固定于所述试验筒的底部，所述水量汇集管和所述试样安装装置连接。

5.根据权利要求4所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述试验筒上还设置有第二水阀，所述试样安装装置上设置有排气阀。

6.根据权利要求4所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述水量收集结构包括量杯、水量浮标，所述水量浮标设置于所述量杯内，所述试样安装装置渗出的水通过所述水量汇集管汇集于所述量杯内，所述水量浮标和所述自动关停计时结构连接。

7.根据权利要求6所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述自动关停计时结构包括计时器，所述计时器还连接有电源和开关。

8.根据权利要求7所述的常水头渗透试验系统，其特征在于，所述量杯的内壁上竖直方向固定有一标尺杆，所述水量浮标顶部设置有一顶针，所述开关固定于所述量杯内。

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