[發(fā)明專利]一種多角度變徑式達西滲流實驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610126998.9
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105675471A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高林;馬傳明;和澤康;張程貽;孫毅;李濤;魏超;曹策;曾圓夢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/04
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 劉榮;周宗貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種達西滲流實驗裝置，屬于水文地質(zhì)學實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察、水文地球化學、水文統(tǒng)計等諸多研究領(lǐng)域中，都需要 知道水文地質(zhì)中水分運動情況，對土壤等介質(zhì)中的水分運動規(guī)律進行研究是地質(zhì)災(zāi)害防 治、地下水污染防治中重要的一環(huán)。作為土壤水分運動規(guī)律的重要參數(shù)之一，滲透系數(shù) 測定數(shù)值的準確性與全面性能夠?qū)λ牡刭|(zhì)相關(guān)研究起到促進作用。

滲透系數(shù)可以通過多種途徑進行測定，在實際工作中，有三種方法比較常用：野外 測定，實驗室測定，或者根據(jù)顆粒粒徑、粒徑分布規(guī)律或簡單的水里學模型估算的經(jīng)驗 或半經(jīng)驗方法。三種方法相比，實驗室測定具有較多優(yōu)點。作為實驗室測定的主要工具， 達西滲流實驗裝置影響著滲透系數(shù)的測定。

近年來，國內(nèi)外出現(xiàn)了大量測量滲透系數(shù)的裝置，例如，由前人研制的一種土壤滲 透系數(shù)測定裝置，它可以測定特定裝置所容納的土樣滲透系數(shù)，能夠通過水位刻度讀取 注水體積，但是該裝置不能調(diào)節(jié)水流流速以及實驗裝置角度，不能全面測定滲透系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種多角度變徑式達西滲流實驗裝 置，可調(diào)節(jié)水流流速和裝置偏角，探究水流流速以及滲流角度對達西滲流實驗的影響。

實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種多角度變徑式達西滲流實驗裝置，包括 支撐單元、流速調(diào)節(jié)單元、角度調(diào)節(jié)單元、變徑滲流單元和測壓單元；所述支撐單元包 括底座和豎直安裝于底座上的溢水箱支架；所述流速調(diào)節(jié)單元包括升降機構(gòu)、溢水箱、 進水軟管、水龍頭和三通接頭，三通接頭的三個接口分別與水龍頭、溢水箱和進水軟管 連通；所述角度調(diào)節(jié)單元包括滲流柱支架和支撐板，滲流柱支架豎直安裝于底座上，支 撐板鉸接固定于滲流柱支架上；所述變徑滲流單元包括出水軟管、流量計和變徑滲流腔， 所述變徑滲流腔為內(nèi)腔尺寸沿軸線漸變的柱狀容器，變徑滲流腔固定于支撐板上，變徑 滲流腔的入口與進水軟管連接、出口與出水軟管連接，流量計安裝于出水軟管上；所述 測壓單元包括測壓板、致密紗網(wǎng)以及由測壓管、連接口和滲流管順序連接構(gòu)成的測壓組 件，測壓板上設(shè)有高度刻度，測壓管安裝于測壓板上，滲流管的入口端固定于變徑滲流 腔中，致密紗網(wǎng)包裹于滲流管固定于變徑滲流腔中的部分上。

所述變徑滲流腔由2個變徑滲流柱通過連接管連通構(gòu)成，所述變徑滲流柱為水平放 置的四棱臺形容器，連接管的兩端分別固定于兩個變徑滲流柱面積最大的端面上。

變徑滲流柱的頂蓋為活動蓋板，頂蓋嵌入變徑滲流柱的內(nèi)腔中并且通過密封圈與內(nèi) 腔過盈配合。

所述測壓單元包括測壓板、4個以上致密紗網(wǎng)和4個以上測壓組件，各變徑滲流柱 中均固定有2根以上滲流管，滲流管位于變徑滲流柱中的部分垂直于變徑滲流柱的軸線， 位于同一變徑滲流柱中的各滲流管沿變徑滲流柱軸向均布。

所述角度調(diào)節(jié)單元由滲流柱支架、鉸接器和支撐板構(gòu)成，滲流柱支架豎直安裝于底 座上，支撐板通過鉸接器安裝于滲流柱支架的頂部，所述鉸接器由螺紋緊固件和兩個帶 通孔的半圓形直板構(gòu)成，兩個半圓形直板的直邊與支撐板的下表面固連，滲流柱支架的 頂部開設(shè)有螺紋孔，兩個半圓形直板通過螺紋緊固件與滲流柱支架連接，半圓形直板的 半圓表面上設(shè)有角度刻度。

所述溢水箱內(nèi)部設(shè)有高度小于溢水箱箱壁高度的隔板，溢水箱通過隔板分隔為兩個 腔室，兩個腔室上分別設(shè)有排水口和溢水口，溢水口通過三通接頭與進水軟管連通。

所述滲流管為塑料管，測壓管為玻璃管，進水軟管與出水軟管均為硅膠軟管，流量 計為玻璃轉(zhuǎn)子流量計。

所述變徑滲流腔內(nèi)部的入口處與出口處均設(shè)有篩板，所述篩板為透水孔板。

所述升降機構(gòu)為定滑輪機構(gòu)，定滑輪機構(gòu)的滑輪固定于溢水箱支架的頂端，溢水箱 支架上設(shè)有繞線手柄，定滑輪機構(gòu)的拉繩的一端與溢水箱連接、另一端與繞線手柄連接。