[發明專利]一種加載條件下巖土體定水頭補給式滲流試驗裝置

有效

• 申請號: 201410072864.4
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103792174A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李志清
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種土工試驗裝置，屬于土木(巖土)工程技術領域。

背景技術

我國地質災害頻繁發生，對人民生命財產安全造成危害?；露嘁蚪涤昊虻叵滤簧仙龑е聫碗s的地質體強度降低，甚至產生崩滑流，這說明了地質體內部滲流的危害性，尤其在有壓水頭條件下的反向滲流，目前還沒有合適的實驗設備進行測量，還沒有形成統一的規范化操作流程。該申請就是要發明一種試驗裝置，以適用于多種多孔介質滲流特性的測試或毛細水上升高度與速率的測量。

發明內容

本發明目的是提供一種加載條件下巖土體定水頭補給式滲流試驗裝置，解決多孔介質包括碎石土、砂土、粉土或粘性土的反向滲透特性與毛細水上升高度及速率等測量問題。

本發明的技術解決方案，其特征是該裝置包括帶刻度的集水瓶2，水箱11，加壓框架14，加壓軸16，第一滲流管17，第二滲流管18，帶刻度的滲流桶20和加壓杠桿41，集水瓶2頂部安裝有瓶塞1，集水瓶2安裝有第一排氣口3，第二排氣口4，第三排氣口5，第一排氣口3安裝有第一閥門6，第二排氣口4安裝有第二閥門7，第三排氣口5安裝有第三閥門8，集水瓶2通過連通管36與水箱11連接，連通管36兩端分別安裝有第四閥門9和第五閥門10，用于分別控制集水瓶2與水箱11，水箱11連接帶刻度的第一滲流管17，帶刻度的第二滲流管18，滲流桶20和位移計35，滲流桶20內裝有試樣37，試樣37頂部安裝有頂帽19，試樣37底部安裝有透水石21，透水石21上面貼有試紙，透水石21下面安裝有下底座22，下底座22為螺旋形結構設計，滲流桶20一側安裝有第一取樣口23，第二取樣口24和第三取樣口25，分別用于取不同水頭位置處的浸濕樣品，進行含水量測試，第一取樣口23安裝有第六閥門26，第二取樣口24安裝有第七閥門27，第三取樣口25安裝有第八閥門28，滲流桶20對稱一側安裝有第一監測口29，第二監測口30和第三監測口31，分別用于安裝微型探頭，進行含水量等項目測試，第一監測口29安裝有第九閥門32，第二監測口30安裝有第十閥門33，第三監測口31安裝有第十一閥門34，加壓框架14通過加壓軸16與頂帽19接觸，加壓框架14通過固定栓12與水箱11連接，加壓框架14通過轉動軸13與加壓杠桿41連接，轉動軸13連接有第一吊鉤38，加壓杠桿通過第二吊鉤39與砝碼15連接，轉動軸連接有大砝碼40。

(1)采用該裝置進行巖土體定水頭補給式滲流試驗方法如下：

①將下底座22安裝于滲流桶20底部，下底座22上面安裝透水石21，透水石21上面安裝濾紙，濾紙上面安裝試樣37，打開第九閥門32，第十閥門33和第十一閥門34，通過第一監測口29，第二監測口30和第三監測口31在試樣37內部分別安裝微型含水量探頭，關閉第九閥門32，第十閥門33和第十一閥門34，用于監測試樣37不同層位含水量變化情況；

②關閉第一閥門6，第二閥門7，第三閥門8，第四閥門9，第五閥門10，按照試驗要求的定水頭高度，調整集水瓶2與水箱11之間的高差，且保持第三排氣口5始終高于水箱2的上表面，打開瓶塞1，注入純凈水至集水瓶2中，使集水瓶2內水面距離集水瓶2頂面3-5cm時停止注水，預留一部分空間，塞緊瓶塞1；

③按照試驗要求打開第一閥門6進行排氣排水，待第一排氣口3沒有水流出后，關閉第一閥門6，記錄第一排氣口3的刻度值及集水瓶2與水箱11上表面高差值，二者之和即為滲流試驗的定水頭高度值；

④打開第四閥門9，再打開第五閥門10，水進入水箱2，第一滲流管17與第二滲流管18水面開始上升，水通過螺旋形結構的下底座22，進入透水石21與濾紙后，沿試樣37上升，從水進入第一滲流管17與第二滲流管18時，開始計時，記錄滲流鋒面沿試樣37上升停止后所用時間，記錄試樣37內部浸濕水位刻度值，該刻度值與所用時間的比值，即為該定水頭壓力下試樣37的滲透速率；

⑤打開第六閥門26，第七閥門27和第八閥門28，分別取土樣進行含水量測定，并與試樣37內部微型含水量探頭獲取的監測數據進行對比分析。

(2)采用該裝置進行加載條件下巖土體定水頭補給式滲流試驗方法如下：

①將下底座22安裝于滲流桶20底部，下底座22上面安裝透水石21，透水石21上面安裝濾紙，濾紙上面安裝試樣37，打開第九閥門32，第十閥門33和第十一閥門34，通過第一監測口29，第二監測口30和第三監測口31在試樣37內部分別安裝微型含水量探頭，關閉第九閥門32，第十閥門33和第十一閥門34，用于監測試樣37不同層位含水量變化情況；