一種水泥土滲透變形測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水利水電工程、土木工程等土工試驗領域，尤其是針對低滲透性的水泥土滲透變形特性參數(shù)的測試裝置。
【背景技術】
[0002]水泥土是由水、水泥、土按一定配比混合而成，具有環(huán)境友好和成本低，被廣泛用于水庫灌漿帷幕，大壩截滲墻等工程。水泥土作為防滲體的重要組成部分，其滲透變形特性是滲控工程設計所需的重要參數(shù)。室內物理模型試驗是確定水泥土滲透變形特性的有效途徑和方法。例如:鄭瑞華等人提出了《大型無粘性土滲透破壞試驗系統(tǒng)及應用》(參見《實驗技術與管理》2007年第5期)，顧金略等人提出了《伺服控制土石混合體壓力滲透儀研究》(參見《工程地質學報》2009年17(5))，宋新江研制的水泥土滲透系數(shù)測定裝置(CN101603913B)，朱崇輝等研制的水泥土滲透變形儀(CN202421030U)，徐文彬等研制的全尾砂膠凝骨料固結滲流聯(lián)合試驗裝置(CN104729922A)，顧沖時等研制的水工混凝土荷載滲透性能測試裝置(CN101074912A)。
[0003]總體而言，國內外現(xiàn)有滲透變形試驗裝置一次只能對一個試樣進行實驗，為確定水泥土臨界水力梯度，需進行多次試驗，且滲透破壞試驗的周期較長，而現(xiàn)有裝置多采用三軸儀構造應力環(huán)境，成本高昂。
[0004]因此，研制一種水泥土滲透變形測試裝置，同時對多個試樣進行試驗，以便合理地確定滲控工程設計所需的臨界水力梯度等指標，成為本領域相關人員急需研究解決的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構緊湊、操作方便、費用低廉、適應范圍廣的水泥土滲透變形測試裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為:
[0007]一種水泥土滲透變形測試裝置，包括壓力室、水泥土放樣腔、水頭控制系統(tǒng)以及圍壓系統(tǒng)，所述壓力室包括密封罩以及通過緊固件裝設于密封罩兩端的上蓋和底座，所述密封罩為帶內螺紋的圓柱狀鋼筒(內徑優(yōu)選為400~500mm，壁厚8~15mm)，所述水泥土放樣腔包括通過外螺紋套接于密封罩內腔的壓蓋、多個設置于所述壓蓋和底座之間用來套設于水泥土試樣外側的橡膠膜以及放置于水泥土試樣兩端的透水石，所述壓力室內腔與所述圍壓系統(tǒng)的出水端連通，所述水泥土放樣腔上端的透水石與所述水頭控制系統(tǒng)的出水端連通，水泥土放樣腔下端的透水石與測滲流量管連通，所述上蓋上設有泄氣孔，密封罩的側壁設有壓力表和進水口。
[0008]作為本實用新型的進一步改進:
[0009]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述水頭控制系統(tǒng)包括氮氣瓶、高壓儲水罐以及多根鉆桿(外徑優(yōu)選為50mm)，所述高壓儲水罐的壓力容器(內徑優(yōu)選為500mm，高為1200mm,壁厚15mm)頂部設有進氣口、進水口、壓力表以及泄氣孔，底部設有多個出水口，所述氮氣瓶通過設有減壓閥的軟管與高壓儲水罐的進氣口連通，高壓儲水罐的各出水口均通過設置有流量計的軟管連通一根鉆桿，鉆桿的出水端穿過所述上蓋和壓蓋與水泥土放樣腔上端的透水石連通。
[0010]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述圍壓系統(tǒng)包括氮氣瓶和小型壓力容器，所述小型壓力容器包括圓柱鋼筒(內徑優(yōu)選為50_，高為180_，壁厚12_)以及密封圓柱鋼筒兩端的上法蘭蓋和下法蘭蓋，所述上法蘭蓋上設有進氣口和進水口，氮氣瓶通過設有減壓閥的軟管與小型壓力容器的進氣口連通，所述圓柱鋼筒側壁設有壓力表和出水口，圓柱鋼筒的出水口通過軟管與所述密封罩的進水口連通。
[0011]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述上蓋上設有多個鉆桿通孔并于各鉆桿通孔處均設有孔口管(內徑優(yōu)選為89mm)，所述鉆桿經孔口管和鉆桿通孔穿過所述上蓋，鉆桿與孔口管之間通過孔口封閉器密封，鉆桿的進水端設置壓力表。
[0012]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述底座包括圓形鋼板(直徑優(yōu)選為550mm，厚15mm)，所述圓形鋼板上設置用于固定水泥土試樣的凸起，各凸起處均設置I個滲流孔，所述水泥土放樣腔下端的透水石放置于所述凸起上并與穿過所述滲流孔的測滲流量管連通。
[0013]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述壓蓋包括與密封罩內腔螺紋連接的十字架外螺紋鋼板(厚度優(yōu)選為15mm)，所述十字架外螺紋鋼板上設有試樣壓蓋，試樣壓蓋上設有螺紋通孔，所述鉆桿通過所述螺紋通孔穿過所述壓蓋。
[0014]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述橡膠膜外設有抱箍。
[0015]上述水泥土滲透變形測試裝置，優(yōu)選的，所述高壓儲水罐的底部設有活動支架。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0017](I)本實用新型通過底座、上蓋、密封罩、橡膠模、壓蓋、水頭控制系統(tǒng)以及圍壓系統(tǒng)提供了一個環(huán)形水圍壓系統(tǒng)，取代三軸儀施加水泥土應力環(huán)境，可大大降低費用。
[0018](2)本實用新型能設置多個水泥土放樣腔及其相應的實驗系統(tǒng)，能同時對多個試樣進行試驗，從而能合理地確定一定配比水泥土的臨界水力坡降。
[0019](3)本實用新型的水頭以及壓力環(huán)境都是通過氮氣瓶以及減壓閥施加，可進行疲勞壓水試驗以研究水泥土的耐久性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的水泥土滲透變形測試裝置的結構示意圖。
[0021]圖例說明:
[0022]1、氮氣瓶；2、減壓閥；3、軟管；4、進氣口 ；5、進水口 ；6、壓力表；7、泄氣孔；8、進水閥門；9、高壓儲水罐；10、活動支架；11、出水口 ；12、孔口封閉器；13、孔口管；14、上蓋；15、鉆桿；16、壓蓋；17、水泥土試樣；18、密封罩；19、透水石；20、緊固件；21、小型壓力容器；22、測滲流量管；23、底座；24、流量計。
【具體實施方式】
[0023]為了便于理解本實用新型，下文將結合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本實用新型作更全面、細致地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0024]如圖1所示，本實用新型的水泥土滲透變形測試裝置實施例，包括壓力室、水泥土放樣腔、水頭控制系統(tǒng)和圍壓系統(tǒng)，壓力室包括上蓋14、底座23以及密封罩18，密封罩18為帶內螺紋的圓柱狀鋼筒，上蓋14和底座23分別通過緊固件20密封連接于圓柱狀鋼筒的兩端，上蓋14上設有泄氣孔7，圓柱狀鋼筒的側壁設有壓力表6和進水口 5以及進水閥門8。水泥土放樣腔包括通過外螺紋套接于圓柱狀鋼筒內腔的壓蓋16、3個(也可設置更多個)用來套設于水泥土試樣17外側的橡皮膜以及放置于水泥土試樣17兩端的透水石19，橡皮膜和透水石19均設置于壓蓋16和底座23之間，橡皮膜外側還設有抱箍。壓力室內腔與圍壓系統(tǒng)的出水端連通，水泥土放樣腔上端的透水石19與水頭控制系統(tǒng)的出水端連通，水泥土放樣腔下端的透水石19與測滲流量管22連通。水泥土放樣腔中的橡皮膜在圍壓系統(tǒng)的作用下會柔性緊貼水泥土試樣，從而避免了水泥土試樣側壁滲漏的問題，并形成相應的應力環(huán)境。本實用新型通過底座、上蓋、密封罩、橡膠模、壓蓋、水頭控制系統(tǒng)以及圍壓系統(tǒng)提供了一個環(huán)形水圍壓系統(tǒng)，取代三軸儀施加水泥土應力環(huán)境，可大大降低費用。設置多個水泥土放樣腔及其相應的實驗系統(tǒng)，能同時對多個試樣進行試驗，從而能合理地確定一定配比水泥土的臨界水力坡降。
[0025]本實施例中，水頭控制系統(tǒng)包括氮氣瓶1、高壓儲水罐9以及3根鉆桿15，高壓儲水罐9的壓力容器頂部設有進氣口 4、進水口 5、壓力表6以及泄氣孔7，底部設有3個出水口 11，氮氣瓶I通過設有減壓閥2的軟管3與高壓儲水罐9的進氣口 4連通，高壓儲水罐9的各出水口 11均通過設置有流量計24的軟管3連通一根鉆桿15 ;上蓋14上設有3個鉆桿通孔并于各鉆