[發(fā)明專利]一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510272164.4
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN104849193A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟振;陳錦劍;王建華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 席虹巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程材料性能測試領(lǐng)域，特別是涉及一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置及方法。

背景技術(shù)

水泥水化產(chǎn)物與土顆粒之間發(fā)生的膠結(jié)以及離子交換作用使得土顆粒分散程度降低，孔隙減小，土體的強(qiáng)度和抗?jié)B性能得到大幅提升。因而近年來水泥土攪拌樁被廣泛應(yīng)用于深基坑止水帷幕，土壩以及防洪堤等防滲工程中。但由于施工方法以及土性的不同，水泥土的抗?jié)B性能差異較大。由于水泥土的抗?jié)B性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到防滲工程的安全施工，因此測定水泥土的滲透系數(shù)是一項(xiàng)不可或缺的工作。

經(jīng)對現(xiàn)有國內(nèi)水泥土滲透系數(shù)測定方法文獻(xiàn)的檢索，申請人安徽省水利科學(xué)研究院(專利公開號(hào)為CN101603913B)發(fā)明了一種利用壓力室對試樣施加反壓來提供水頭壓力測定水泥土的滲透系數(shù)的裝置及方法，但是該裝置的加工成本十分昂貴，且該裝置一旦加工完成就只能用于測定某一特定尺寸的水泥土試樣的滲透系數(shù)，由于水泥土現(xiàn)場取芯試樣的尺寸各異，所以這種裝置的通用性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置及方法，其操作簡單、制作廉價(jià)且適用性較強(qiáng)。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置，該裝置包括變截面透明有機(jī)玻璃管(1)，連接變截面透明有機(jī)玻璃管(1)和試樣(3)的轉(zhuǎn)換接頭(2)，轉(zhuǎn)換接頭(2)的下端套進(jìn)橡膠膜(4)與試樣(3)相連，利用橡膠止水環(huán)(8)勒緊轉(zhuǎn)換接頭(2)和橡膠膜(4)之間的縫隙，透水石(5)和(6)裝在試樣(3)上下端，所述裝置放入水槽(9)中。

進(jìn)一步地，所述變截面透明有機(jī)玻璃管(1)采用固定支架(11)固定。

進(jìn)一步地，試樣(3)的頂部和底部分別套橡膠止水環(huán)(7)，使試樣置于密閉環(huán)境。

進(jìn)一步地，所述變截面透明有機(jī)玻璃管(1)上部細(xì)下部粗，且上部帶有刻度。

進(jìn)一步地，所述變截面透明有機(jī)玻璃管(1)與轉(zhuǎn)換接頭(2)之間采用磨砂齒形接口進(jìn)行連接。

進(jìn)一步地，所述試樣上端的透水石(5)比下端的透水石小。

進(jìn)一步地，所述的水槽(9)的側(cè)壁開有一個(gè)小缺口，并設(shè)置接水水槽(10)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種測定水泥土滲透系數(shù)的方法，包括如下步驟：

步驟一，制作試樣，使試樣側(cè)壁光滑且上下兩個(gè)表面水平；

步驟二，使試樣達(dá)到飽和；

步驟三，將試樣側(cè)壁涂抹薄層凡士林，試樣外側(cè)套橡膠膜，試樣的頂部和底部分別套橡膠止水環(huán)，使水泥土置于密閉環(huán)境，試樣頂部裝較小透水石，底部放置在較大透水石之上；

步驟四，將轉(zhuǎn)換接頭裝在上層透水石上，并將其底端套進(jìn)橡膠膜，利用橡膠止水環(huán)勒緊該轉(zhuǎn)換接頭和該橡膠膜之間的縫隙，并將變截面透明有機(jī)玻璃管與轉(zhuǎn)換接頭組裝在一起；

步驟五，將步驟一至步驟四中組裝好的裝置放入水槽中，并固定在固定支架上，向水槽中注水，注水水位至開口標(biāo)高處并放置好接水水槽，向變截面透明有機(jī)玻璃管的內(nèi)部注水，注水至較細(xì)有機(jī)玻璃管內(nèi)的某一水位；

步驟六，間隔時(shí)間t測讀有機(jī)玻璃管中的水位，并計(jì)算水位差，同時(shí)測量水溫T；

步驟七，采用理論公式計(jì)算滲透系數(shù)。

進(jìn)一步地，所述理論公式為：

kT=aLA(t1-t0)lnh1h2]]>

其中，k_T為T攝氏度時(shí)水泥土試樣的滲透系數(shù)；a為變截面透明有機(jī)玻璃管上部細(xì)玻璃管的內(nèi)截面積；L為試樣的高度；h₁為開始時(shí)水頭；h₂為結(jié)束時(shí)水頭；A為試樣的橫截面積；t₀和t₁分別為測讀水頭的起始和終止時(shí)間。

進(jìn)一步地，步驟二中，將試樣放入真空飽和缸中抽真空飽和若干時(shí)間，使試樣達(dá)到飽和。