[發明專利]非飽和粗顆粒土土水特征曲線和滲透系數的試驗裝置

無效

• 申請號: 201310205267.X
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103308435A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 陳仁朋;吳進;尹鑫晟;王瀚霖
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種非飽和土體水力學參數測定裝置，尤其是涉及一種非飽和粗顆粒土土水特征曲線和滲透系數的試驗裝置。?

背景技術

非飽和土體的水力學參數包括土水特征曲線和滲透函數，土水特征曲線描述的是基質吸力與含水率（如:飽和度、體積含水率等）之間的關系；滲透函數描述的是滲透系數與基質吸力或含水率之間的關系。這些參數在分析有關非飽和土問題、孔隙介質多相流、污染物地下遷移等問題中起到關鍵的作用。因此，確定非飽和土水力學參數在非飽和土研究及工程實踐中具有十分重要的意義。?

目前，測定非飽和土體水力學參數的方法很多，比較常用的方法有兩大類：第1類是利用壓力板儀、Tempe?儀等儀器在平衡狀態下測定非飽和土土水特征曲線，并通過土水特征曲線與滲透函數之的耦合關系推算出各級基質吸力作用下的滲透系數。由于影響非飽和土體土水特征曲線的因素很多，可能會因某一個或多個因素的影響使得土水特征曲線發生較大變化，以致推算出的滲透系數失真；第2類是采用同一狀態的二個試樣分別測定非飽和土土水特征曲線和滲透函數。該方法仍然沒有發展成熟，且存在試驗時間長、制樣不均勻等問題。因此，如何利用一個試樣在較短時間內有效測定非飽和土體水力學參數成為非飽和土研究過程中所關注的重要問題。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種非飽和粗顆粒土土水特征曲線和滲透系數的試驗裝置，通過TDR和張力計或濕度計同時測定土體的含水量和基質吸力，從而得到土水特征曲線，并結合孔壓計用瞬態剖面法得到粗顆粒土的滲透系數。?

本發明采用的技術方案如下：?

本發明包括圓柱形剛性滲透柱、六個TDR傳感器、六個張力計、兩個孔壓計和六個濕度計；在圓柱形剛性滲透柱底部有反濾層，反濾層上部裝入第一層土樣擊實后，在圓柱形剛性滲透柱軸向同高度處，從外至內同時埋設第一個TDR傳感器，第一個張力計或第一個濕度計，依次向上，第六層土樣擊實后，在同高度處同時埋設第六個TDR傳感器，第六個張力計或第六個濕度計，第一層土樣和第六層土樣中分別埋設第一孔壓計和第二孔壓計，TDR傳感器，孔壓計和張力計或濕度計互為90°，水頭穩定裝置外接提供基準液面的儲水容器和水箱，水頭穩定裝置的一路經第一進水管、第一排水閥接入反濾層一個端口，水頭穩定裝置的另一路經第二進水管、第二排水閥接入反濾層另一個端口，圓柱形剛性滲透柱的頂板經排水管、第三排水閥排水。

所述第一層土樣和第五層土樣為等距排列為100mm，第六層為150mm。?

所述反濾層由上部為土工織布和下部為砂石墊層組成。?

所述TDR探頭包括三根并排的探針，三根探針通過連接導線與同軸電纜相連，連接導線、三根探針一端和同軸電纜一端置于長方體環氧樹脂內，同軸電纜另一端與電磁波激發器和電磁波接收器相連。?

本發明具有的有益效果是：?

試樣飽和后，通過孔壓計和水頭穩定裝置可得粗顆粒的飽和滲透系數；在飽和、排水、蒸發階段，通過張力計或濕度計和TDR傳感器可同時獲得不同時刻土體各層基質吸力和含水量隨時間的變化過程，從而得到非飽和粗顆粒土水力學參數，為非飽和土體的研究提供一種測量手段。

附圖說明

圖1是滲透柱模型試驗裝置正視圖。?

圖2是滲透柱模型試驗裝置右視圖。?

圖3是圖2的A-A剖視圖。?

圖4是圖2的B-B剖視圖。?

圖5是TDR結構示意圖。?

圖6是圖5的側視圖。?

圖中：1、滲透柱，2、TDR傳感器，3、張力計，4、孔壓計，5、濕度計，6、土樣，7、土工織物，8、砂石墊層，9、排水閥，10、頂板，11、排水管，12、進水管，13、水頭穩定裝置，14、儲水容器，15、水箱，16、同軸電纜，17、連接導線，18、環氧樹脂，19、探針。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。?