一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水文地質(zhì)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]滲透系數(shù)是表征巖石透水能力大小的一項重要指標(biāo)，是進(jìn)行水文地質(zhì)、工程地質(zhì)計算的重要參數(shù)。目前在實驗室中測定滲透系數(shù)的方法可分為定水頭法和變水頭法兩種，定水頭測定裝置主要針對砂類土及含少量礫石的無凝聚性土樣，變水頭測定裝置主要用于測定滲透系數(shù)較小的土樣，如具粘滯性的粘土。
[0003]定水頭試驗法就是在整個試驗過程中保持水頭為一常數(shù)，從而水頭差也為常數(shù)。試驗時在透明塑料筒中裝填土壤試樣，打開水閥使水自上而下流經(jīng)試樣，并自出水口處排出，待水頭差和滲出流量穩(wěn)定后，量測經(jīng)過一定時間內(nèi)流經(jīng)試樣的水量，則根據(jù)達(dá)西定律可以計算出滲透系數(shù)。
[0004]變水頭試驗法就是試驗過程中水頭差一直隨時間而變化，試驗時在透明塑料筒中裝填土壤試樣，水從一根直立的帶有刻度的玻璃管和U形管自下而上流經(jīng)土樣。試驗時，將玻璃管充水至需要高度后，開動秒表，測記起始水頭差，經(jīng)一定時間后，再測記終了水頭差，通過建立瞬時達(dá)西定律，即可計算出滲透系數(shù)。
[0005]定水頭試驗適用于測定透水性大的砂土的滲透參數(shù)，粘性土由于滲透系數(shù)很小，滲透水量很少，須用變水頭試驗。用定水頭法測定砂土的滲透系數(shù)時，現(xiàn)有的試驗裝置在試驗過程中保持上水頭不變十分困難，且因試樣較高，制樣困難，裝填困難。而用變水頭法測定砂土的滲透系數(shù)時，因砂土的滲透流量很大導(dǎo)致試驗時間很短，從而計算出的滲透系數(shù)很不準(zhǔn)確。
[0006]現(xiàn)有的室內(nèi)測定儀器包括:達(dá)爾西儀、基馬儀、卡明斯基管等。三種儀器根據(jù)不同土質(zhì)進(jìn)行設(shè)計，其中70型滲透儀(基馬儀)適用于砂性土樣；土樣管滲透儀適用于砂性土樣(在試樣數(shù)量較少的情況下)；南55型滲透儀適用于粘性土樣。大部分土壤滲透儀的體積較小，所裝土壤體積不夠大，不能夠完全反映一段土層的土壤滲透系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型目的是提供一種實驗室內(nèi)可測定多種土樣，裝盛大容積土樣，采樣后無需再對土樣二次擾動的原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置。
[0008]本實用新型所采用的下述技術(shù)方案實現(xiàn)的，其特征在于，包括盛水管套、隔擋槽、測壓管、供水管套、楔形密封環(huán)、進(jìn)流開關(guān)、支架、進(jìn)流管、金屬濾網(wǎng)、土樣采集器、密封環(huán)、溢流管、溢流開關(guān)、橡膠墊圈、隔擋螺帽、隔擋螺釘、孔槽。所述滲透系數(shù)測定裝置包括盛水管套、土樣采集器與供水管套三大部分。
[0009]上部盛水管套可拆卸，其外壁設(shè)有溢流管，溢流管上設(shè)置溢流開關(guān)，通過溢流開關(guān)的打開與關(guān)閉達(dá)到定水頭與變水頭測定方式的切換，其內(nèi)壁下端設(shè)有隔擋槽，隔擋槽的寬度與土樣采集器厚度相等，隔擋槽與土樣采集器頂部間有密閉環(huán)，通過上下部的螺紋旋鈕，密閉環(huán)受壓力變形，保證連接的密閉性。且盛水管套須透明且其外壁標(biāo)有容量刻度，方便實驗過程中流體容量的讀取。
[0010]中部為土樣采集器，選取直徑與長度大的土樣采集器，其外壁上下端帶有螺紋。土樣采集器側(cè)壁設(shè)有兩個孔槽，可供測壓管與隔擋螺釘?shù)牟鹦?，孔槽?nèi)墊有橡膠墊圈，可保證儀器的密閉性。
[0011]下部為供水管套，底部連接一個進(jìn)流管，管上設(shè)有進(jìn)流開關(guān)，便于測量流速。內(nèi)壁設(shè)有楔形密閉環(huán)，楔形密閉環(huán)的角度與土樣采集器的刃口角度與弧度一致，以保證測定裝置的密閉性。內(nèi)壁楔形形密閉環(huán)下方為一圓形金屬網(wǎng)，其直徑與供水管套內(nèi)徑一致，并且可更換金屬網(wǎng)的目數(shù)，方便測量不同滲透性的土樣。同時下端連接一支架，方便儀器的放置。
【附圖說明】
[0012]圖1是原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是金屬濾網(wǎng)俯視圖；
[0014]圖3是孔槽局部結(jié)構(gòu)放大圖；
[0015]圖4是隔擋螺釘側(cè)視圖。
[0016]其中，1.盛水管套、2.隔擋槽、3.測壓管、4.供水管套、5.楔形密封環(huán)、6.進(jìn)流開關(guān)、7.支架、8.進(jìn)流管、9.金屬濾網(wǎng)、10.土樣采集器、11.密封環(huán)、12.溢流管、13.溢流開關(guān)、14.橡膠墊圈、15.隔擋螺帽、16.隔擋螺釘、17.孔槽。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明。
[0018]盛水管套I可拆卸，其外壁設(shè)有溢流管12，溢流管12上設(shè)有溢流開關(guān)13，盛水管套I內(nèi)壁下端設(shè)有隔擋槽2，隔擋槽2的寬度與土樣采集器10厚度相等，隔擋槽2與土樣采集器10頂部間有密閉環(huán)11，通過上下部的螺紋旋鈕，密閉環(huán)11受壓力變形，保證連接的密閉性。
[0019]中部為土樣采集器10，選取直徑與長度大的土樣采集器，其外壁上下端帶有螺紋，可以拆卸更換不同長度的土樣采集器10。土樣采集器10外壁設(shè)有兩個孔槽17，內(nèi)設(shè)橡膠墊圈14，孔槽17可供測壓管3與隔擋螺釘16的拆卸。
[0020]下部為供水管套4，底部連接一個進(jìn)流管8，管上設(shè)有進(jìn)流開關(guān)6，便于控制水流的流動。內(nèi)壁設(shè)有楔形密閉環(huán)5，楔形密閉環(huán)5斜邊的角度與土樣采集器10的刃口角度與弧度一致，以保證測定裝置的密閉性。內(nèi)壁楔形形密閉5環(huán)下方為一圓形金屬濾網(wǎng)9，可更換不同目數(shù)的金屬濾網(wǎng)9，方便測量不同滲透性的土樣。同時供水管套4下端連接一支架7，方便儀器的放置。
[0021]本實用新型的原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置的工作原理是
[0022]液體在空隙介質(zhì)中流動時，由于液體具有粘性，在液體流動中會引起水頭損失。K為反映孔隙介質(zhì)透水性能的一個綜合系數(shù)，即滲透系數(shù)。滲透速度V與水力坡度J成線性關(guān)系，所以達(dá)西定律又稱為線性滲流定律。
[0023]滲透系數(shù)K是反映土壤透水性的一個綜合指標(biāo)，其大小主要取決于土壤顆粒的形狀、大小、均勻程度以及地質(zhì)構(gòu)造等孔隙介質(zhì)的特性，同時也和流體的物性如粘滯性和重度等有關(guān)。因此K值將隨孔隙介質(zhì)的不同而不同；對于同一介質(zhì)，也因流體的不同而有差別；即使同一流體，當(dāng)溫度變化時重量和粘滯系數(shù)也有所變化，因而K值也有所變化。達(dá)西滲透實驗的目的就是確定滲透系數(shù)K。
[0024]本實用新型的操作步驟是
[0025]步驟1、選取野外具有代表性的采集點，土樣采集器10側(cè)壁兩個孔槽17內(nèi)裝上隔擋螺釘15，后用土樣采集器10采集土樣；
[0026]步驟2、將盛水管套內(nèi)金屬濾網(wǎng)鋪上一層粗砂，防止土樣被沖走，然后與土樣采集器連接，旋轉(zhuǎn)擰緊，保證儀器密閉性；
[0027]步驟3、將供水管套與土樣采集連接，旋轉(zhuǎn)擰緊，保證儀器密閉性；
[0028]步驟4、將隔擋螺釘16卸下來，將測壓管3依次安裝，需旋轉(zhuǎn)擰緊，保證儀器的密閉性；
[0029]步驟5、將進(jìn)流管8與水源連接，打開進(jìn)流開關(guān)6，通過控制溢流開關(guān)13來改變滲透系數(shù)的測定方式(溢流開關(guān)13置于開時，測定方式為定水頭測定方式；溢流開關(guān)13置于關(guān)時，測定方式為變水頭測定方式)，選擇測定方式后，向儀器裝置供水，待土樣完全浸潤且測壓管讀數(shù)值穩(wěn)定。記錄測壓管的水頭值。
[0030]步驟6、在進(jìn)行步驟5的同時測定流速，并做記錄。
[0031]步驟7、改變水源的流量大小，重復(fù)步驟5與6，做記錄。
[0032]步驟8、對多次測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，得到土樣的滲透系數(shù)。
【主權(quán)項】
1.本實用新型提供一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，包括盛水管套、隔擋槽、測壓管、供水管套、楔形密封環(huán)、進(jìn)流開關(guān)、支架、進(jìn)流管、金屬濾網(wǎng)、土樣采集器、密封環(huán)、溢流管、溢流開關(guān)、橡膠墊圈、隔擋螺帽、隔擋螺釘、孔槽，其特征在于:盛水管套通過螺紋連接的方式與土樣采集器的上端相連，所述盛水管套左端設(shè)有溢流管，內(nèi)壁設(shè)有隔擋槽，隔擋槽與土樣采集器間夾有密封環(huán)，土樣采集器的下端以螺紋連接的方式與供水管套連接，土樣采集器側(cè)壁通過螺紋方式與測壓管連接，供水套管的上端設(shè)有楔形密封環(huán)，底部設(shè)有豎直的進(jìn)流管，進(jìn)流管上設(shè)有進(jìn)流開關(guān)，在供水管套的下端連接有固定的支架。2.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的隔擋槽的寬度、密封環(huán)的寬度與土樣采集器的器壁厚度一致。3.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的盛水管套的內(nèi)壁設(shè)有螺紋，土樣采集器的外壁設(shè)有螺紋。4.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的盛水管套須透明且其外壁標(biāo)有容量刻度。5.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的供水管套的內(nèi)壁設(shè)有固定的楔形密封環(huán)，其形狀規(guī)格與土樣采集器刃口部位與供水管套內(nèi)壁構(gòu)成的孔隙一致。6.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的金屬濾網(wǎng)可更換不同目數(shù)的金屬濾網(wǎng)。7.如權(quán)利要求1所述的一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，其特征在于:所述的測壓管可拆卸。
【專利摘要】本實用新型公開了一種原狀土樣滲透系數(shù)測定裝置，包括盛水管套、隔擋槽、測壓管、供水管套、楔形密封環(huán)、進(jìn)流開關(guān)、支架、進(jìn)流管、金屬濾網(wǎng)、土樣采集器、密封環(huán)、溢流管、溢流開關(guān)、橡膠墊圈、隔擋螺帽、隔擋螺釘、孔槽。土樣采集器以螺紋連接的方式與盛水管套及供水管套相接，盛水管套上設(shè)有溢流管與溢流開關(guān)，可通過控制溢流開關(guān)實現(xiàn)變水頭與定水頭測定方式的切換，供水管套內(nèi)設(shè)金屬濾網(wǎng)，防止供水時土樣遭受沖刷。本實用型新操作簡單方便，生產(chǎn)成本低，提供多種測定方式，結(jié)果準(zhǔn)確，適于大范圍推廣。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN204649589
【申請?zhí)枴緾N201520392841
【發(fā)明人】劉和武, 嚴(yán)家平, 蔡毅, 程方奎, 宮傳剛, 谷得明, 李冬
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月9日