[發(fā)明專利]用于測(cè)定土體飽和非飽和滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010168101.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101813606A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N7/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種用于測(cè)定土體飽和非飽和滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法，屬于土木工程測(cè)試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

非飽和土在我國(guó)分布廣泛，地球表面廣泛分布的天然沉積土，以及工程建設(shè)中遇到的土體問(wèn)題，幾乎都是非飽和土問(wèn)題，真正意義上的飽和土在工程實(shí)踐中很少見(jiàn)到，這使得非飽和土力學(xué)的研究具有非?，F(xiàn)實(shí)和實(shí)際的意義。水力滯后是非飽和土的一個(gè)重要特征，水力滯后通常表現(xiàn)在土水保持曲線的滯后性，且土水保持曲線的滯后性受到多種因素影響，如土結(jié)構(gòu)，溫度尤其是應(yīng)力狀態(tài)的影響。用來(lái)描述非飽和土水力特性的一個(gè)重要參數(shù)就是非飽和滲透系數(shù)。直接測(cè)量非飽和土滲透系數(shù)是很費(fèi)時(shí)間的，目前確定非飽和土的滲透系數(shù)是通過(guò)間接方法，即由直接測(cè)出的水分特征曲線，再用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算非飽和土滲透系數(shù)的近似值。用間接方法得到的非飽和土滲透系數(shù)的近似值對(duì)所用經(jīng)驗(yàn)公式的依賴性很大，由不同的經(jīng)驗(yàn)公式得到的同樣條件土體的滲透系數(shù)差別很大。雖然大家都知道非飽和土的滲透系數(shù)受土體的應(yīng)力狀態(tài)影響，但直接測(cè)量應(yīng)力狀態(tài)對(duì)非飽和上滲透系數(shù)影響的試驗(yàn)結(jié)果還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)，且目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有用來(lái)專門量測(cè)非飽和滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法。本發(fā)明就是一種用于測(cè)定土體在一維側(cè)限條件下的飽和非飽和滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種用于測(cè)定土體飽和非飽和滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法，用于解決土體在飽和或非飽和土條件，在一維垂直壓力及側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)下的滲透系數(shù)量測(cè)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案，其特征是利用一種試驗(yàn)裝置量測(cè)土體飽和非飽和滲透系數(shù)，該試驗(yàn)裝置主要由壓力室2、上底座5、上陶土板6、不銹鋼側(cè)限環(huán)7、下陶土板19、下底座20、垂直壓力升降軸13組成。其中壓力室底座21上安裝有下底座20，下底座20上面安裝有下陶土板19，下陶土板上面安裝試樣17，試樣17上面是上陶土板6，上陶土板6上面安裝上底座5，上底座5上面安裝上頂蓋4，試樣17周圍套有不銹鋼側(cè)限環(huán)7，不銹鋼側(cè)限環(huán)7安裝在上頂蓋4與壓力室底座21之間，不銹鋼側(cè)限環(huán)7上下端有橡膠墊16，不銹鋼側(cè)限環(huán)7左側(cè)上面安裝有第一微型氣壓傳感器8，下面安裝有第二微型水壓傳感器25，右側(cè)上面安裝有第一微型水壓傳感器18，下面安裝有第二微型氣壓傳感器26。上底座5連接孔隙水排水管路9和孔隙氣進(jìn)氣管路15，孔隙水排水管路9連接有第一孔隙水壓傳感器28和第一控制閥門27，孔隙氣進(jìn)氣管路15連接有第二孔隙氣壓傳感器35和第五控制閥門36，下底座20連接孔隙氣排氣管路12和孔隙水進(jìn)水管路23，孔隙氣排氣管路12連接第一孔隙氣壓傳感器30和第二控制閥門29，孔隙水進(jìn)水管路23連接第二孔隙水壓傳感器34和第四控制閥門33，壓力室連接壓力室氣壓進(jìn)氣管路22，壓力室氣壓進(jìn)氣管路22連接有第三孔隙氣壓傳感器37和第六控制閥門38。壓力室2安裝在壓力室底座21上，通過(guò)螺栓3固定，垂直加壓軸1可以上下移動(dòng)，并可以頂在上頂蓋4上，壓力室底座21一側(cè)安裝有垂直位移傳感器10，壓力室底座21下面的垂直壓力升降軸13，通過(guò)垂直壓力進(jìn)水管路24為試樣17提供垂直壓力，通過(guò)連接的垂直位移升降翼11，由位移傳感器10量測(cè)試樣17的垂直位移變形量，垂直壓力進(jìn)水管路24連接有第三孔隙水壓力傳感器31和第三控制閥門32。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：

該方法應(yīng)用簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，滿足一維垂直應(yīng)力加載要求，可以量測(cè)非飽和土滲透系數(shù)，亦可量測(cè)飽和土滲透系數(shù)。

本發(fā)明適用范圍：

適用于土木工程中遇到的各種土質(zhì)在飽和狀態(tài)下尤其是非飽和狀態(tài)下滲透系數(shù)的量測(cè)。

附圖說(shuō)明：

圖1是測(cè)定土體飽和非飽和滲透系數(shù)的方法所用試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中有：垂向加壓軸1、壓力室2、壓力室螺栓3、上頂蓋4、上底座5、上陶土板6、不銹鋼側(cè)限環(huán)7、第一微型氣壓傳感器8、孔隙水排水管路9、垂直位移傳感器10、垂直位移升降翼11、孔隙氣排氣管路12、垂直壓力升降軸13、儀器底座14、孔隙氣進(jìn)氣管路15、橡膠墊16、試樣17、第一微型水壓傳感器18、下陶土板19、下底座20、壓力室底座21、壓力室氣壓進(jìn)氣管路22、孔隙水進(jìn)水管路23、垂直壓力進(jìn)水管路24、第二微型水壓傳感器25、第二微型氣壓傳感器26、第一控制閥門27、第一孔隙水壓傳感器28、第二控制閥門29、第一孔隙氣壓傳感器30、第三孔隙水壓傳感器31、第三控制閥門32、第四控制閥門33、第二孔隙水壓傳感器34、第二孔隙氣壓傳感器35、第五控制閥門36、第三孔隙氣壓傳感器37、第六控制閥門38。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：量測(cè)土體飽和與非飽和滲透系數(shù)的方法如下所示，