[發明專利]一種常-變水頭一體化滲透系數測定裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201710370267.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107063972B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 張慶松;劉亞南;劉人太;王洪波;桂大壯;姜鵬;劉衍凱;姜其琛;劉浩杰;楊紅魯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，包括儲存介質套筒，在所述的儲存介質套筒的頂部安裝一個與其相連的頂部套筒，底部安裝一個底部套筒，且頂部套筒與儲存介質套筒之間、底部套筒與儲存介質套筒之間安裝有透水石；所述的頂部套筒與供水裝置相連，為其內部供水；底部套筒連接一個三通，儲存介質套筒、底部套筒通過支撐架放置在一個缸體內；三通的第一口連接底部套筒、第二口連接變水頭水位管，在所述的變水頭水位管上安裝變水頭水位管閥門；第三口連接常水頭出水口閥門；所述的缸體的一側連接流入玻璃缸注水管，所述的變水頭水位管通過流入水位管注水管注水；

所述的供水裝置包括水箱、流入介質注水管以及抽水泵，所述的水箱通過出水管與水泵連接，水泵連接流入介質注水管，所述的流入介質注水管上安裝有閥門；

所述的抽水泵連接一個四通，四通的第一口與抽水泵相連，第二口與流入玻璃缸注水管相連，第三口與流入介質注水管相連，第四口與流入水位管注水管相連。

2.如權利要求1所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，所述的缸體還通過收集管與收集量筒連通。

3.如權利要求1所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，在所述的四通的第二口、第三口和第四口位置均安裝有控制閥門。

4.如權利要求1所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，所述的頂部套筒還通過泄水管與水箱連通。

5.如權利要求1所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，放置在頂部套筒與儲存介質套筒之間的透水石的直徑與儲存介質套筒的內徑相等。

6.如權利要求1所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置，其特征在于，放置在底部套筒與儲存介質套筒之間的透水石的直徑與儲存介質套筒的底座的直徑相等。

7.利用權利要求3所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置進行試驗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將存儲介質套筒與已預留螺栓孔的底部透水石及底部套筒采用高強螺栓連接，透水石兩側鋪設橡膠墊，采用特制環刀取原狀介質或取試驗室配置介質置于存儲介質套筒中，待介質轉移完畢后，將存儲介質套筒與上部透水石及頂部套筒連接，然后放置于預先準備好的支撐架上，支撐架已放置于缸體中；

(2)進行相關管路的連接，包括變水頭水位管、流入介質注水管、流入玻璃缸注水管、流入水位管注水管、收集管和泄水管；并將所有管路閥門關閉；

(3)對滲透性較大的被測介質可選用常水頭試驗測定；具體步驟如下：

3.1首先打開相關抽水閥門，打開抽水泵對缸體進行供水，待水位達到收集管管口位置處時停止供水；

3.2然后打開底部套筒的抽水管閥門，并打開抽水泵及上部套筒進水管閥門進行供水，此時水可實現自上而下流經被測介質，并從收集管口處排出；待水位達到泄水管管口時，打開泄水管管口閥門進行泄水；

3.3待水頭差Δh和收集管管口流出流量Q穩定后，將集水量筒置于收集管管口處，量測一定時間內集水量筒所收集到的水量；通過相關公式的計算，便可得出被測介質的滲透系數；

(4)對滲透系數較小的被注介質可采用變水頭試驗測定；具體步驟如下：

4.1首先打開水箱連接管路閥門以及流入水位管注水管上的閥門；

4.2然后打開抽水泵對帶有刻度的變水頭水位管進行供水，將變水頭水位管充水至需要高度后，打開變水頭水位管上的閥門；

4.3于此同時開動秒表計時，測記起始水頭差Δh₁，經過時間t后，再測記終了水頭差Δh₂，通過相關公式的計算，便可得到被測介質滲透系數。

8.如權利要求7所述的常-變水頭一體化滲透系數測定裝置進行試驗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

如若需要建立ε-k的關系，可先將存儲介質套筒放置于單軸壓縮試驗機上進行壓縮；單軸壓縮試驗機測試系統可進行壓應變ε和壓應力p之間曲線的繪制及壓縮量的計量；然后存儲介質套筒及被壓介質一同取出按照上述步驟進行滲透系數的測定。