[發明專利]一種測定土層原位滲透系數的裝置

無效

• 申請號: 201110202597.4
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102252952A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 童立元;劉松玉;李仁民;王強
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及土木建筑、交通工程、環境工程領域，尤其涉及一種測定土層原位滲透系數的裝置。

背景技術

在上海、南京等沿江沿海發達地區，近年來，高層建筑的建造、大型市政設施的施工、及地鐵隧道等大量地下空間的開發促使基坑工程快速發展，基坑工程向?“大、深、緊、近”的方向發展。然而，在基坑深開挖過程中由于地下水控制不當而導致的工程事故屢屢出現，如流砂、管涌、地層沉降過大等,?對周邊建筑物、地鐵隧道、大型地下管線等造成的損傷或破壞性影響，不僅會引起重大的經濟損失，更將造成嚴重的社會及政治影響，且其損失是不可挽回的,因此基坑工程降水設計與施工成為施工安全的重要環節，而如何準確確定地層滲透系數是合理進行降水設計的關鍵，也一直是工程設計中的難題之一。

人們對土層滲透系數的試驗方法已進行了大量研究，開發了多種試驗設備。通常情況下，土層滲透系數是通過現場取樣運輸到室內進行滲透試驗（常水頭或變水頭）確定，然而由于取樣、運輸及試驗過程中的擾動，試驗結果可靠性較低，特別是無粘性土由于取樣困難，試驗結果更是與實際相差較大。鑒于室內試驗的缺陷，過去也開發了孔壓靜力觸探、旁壓等原位試驗的方法，然而這些試驗方法主要適用于粘性土，對于砂土等無粘性土不適用。為提高滲透系數確定的可靠性，對于重要工程還經常進行現場的抽水試驗或壓水試驗，雖然可靠性較高，然而這類試驗缺陷也很明顯，一是試驗技術要求高，比如分段抽水時止水技術要求高，經驗不夠的單位往往試驗失敗；二是費時費力，需要大量經費，難以大面積開展試驗；三是試驗往往按土層分段進行，難以考慮到薄層的影響。鑒于上述原因，迫切需要研發一種能夠對土層原位滲透系數進行快速、有效地進行測試的新手段，以提高基坑工程設計的水平，減小工程事故的發生概率。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種測定土層原位滲透系數的裝置，能有效解決基坑工程降水設計時土層滲透系數難以準確確定的難題。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提出一種測定土層原位滲透系數的裝置，該裝置包括位于裝置下端的多功能探頭、位于地面的小型水泵及壓水控制器、數據采集器；

其中所述多功能探頭分別與數據采集器和壓水控制器相連；水泵與壓水控制器相連；數據采集器與壓水控制器相連；

小型水泵為孔下壓水試驗供水，壓水控制器控制水的流速及水壓，數據采集器對孔隙水壓力、壓水試驗水壓力及流速、消散試驗進行實時數據采集與存儲。

優選的，所述多功能探頭通過第一數據電纜和第二數據電纜與數據采集器相連；多功能探頭通過水管與壓水控制器相連。

優選的，所述的多功能探頭包括：孔隙水壓力測量模塊，設置在孔隙水壓力測量模塊上方且與孔隙水壓力測量模塊連接的壓水試驗模塊，壓水試驗模塊通過連接器與貫入設備的空心鉆桿相連接。???

優選的，孔隙水壓力測量模塊包括：位于探頭最下端的錐尖，位于錐尖上方與錐尖相連的透水孔壓元件，穿過透水孔壓元件與透水孔壓元件相連的空心鋼立柱，位于空心鋼立柱上方且與空心鋼立柱相連的孔壓測試傳感器，位于孔壓測試傳感器上方且與孔壓傳感器相連的電纜線，電纜線穿過空心的連接頭，連接頭與上端的壓水試驗模塊相連，位于透水孔壓元件上方的探頭剛套筒及安裝在剛套筒后端的密封圈。

優選的，壓水試驗模塊包括：空心塑料圓柱體套筒，空心塑料圓柱體套筒中部一側設有可拆卸的注水窗口；所述壓水試驗模塊還包括與注水窗口相連的注水管；與注水管連接的水壓計；與水壓計及地表數據采集器相連的數據電纜；位于空心塑料圓柱體套筒內且與孔隙水壓力測量模塊相連的數據電纜；分別位于空心塑料圓柱體套筒上端部和下端部的連接頭。

優選的，注水管為聚氨酯纖維增強軟管。

有益效果：本發明對土層可實現原位滲透系數的測試，不僅具有孔壓、水壓、流速的綜合功能，可靠性高，而且不受土類型的限制，特別是可對工程勘察單位普遍擁有的常規靜探機進行適當改進即可進行現場試驗，適應性強，能滿足大規模不同深度剖面測試的要求，不需要事先埋入，操作方便快捷，特別適合于地鐵、高速公路、機場等大規模工程場地土層滲透性能的試驗研究。。

附圖說明

圖1為土層原位滲透系數測定裝置組成示意圖；

圖2為孔隙水壓力測量模塊結構示意圖；

圖3為孔下壓水試驗模塊結構示意圖；

圖4為真空飽和系統。