[發明專利]一種野外簡易自動雙環入滲測試儀及方法

在審

• 申請號: 201711044381.3
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107870143A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王強民;靳德武;楊建;趙春虎;孫潔;劉基;周振方;喬偉
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 李振文

技術領域

本發明涉及一種入滲測試儀，屬于煤礦開采技術領域，具體是涉及一種野外簡易自動雙環入滲測試儀。

背景技術

將一定高度、直徑的雙環(一般為兩個不同直徑的鐵環，分別稱為內環、外環)均勻打入地表以下若干深度，通過向內、外環中注水，同時保持內、外環的水頭相等且不變，當水的入滲速率基本保持不變時，可根據達西定律推求所測試多孔介質的垂向滲透系數。由于傳統的雙環入滲測量儀供水需要馬氏瓶維持入滲過程中的定水頭，造價較大且操作不方便，尤其當雙環尺寸較大時，依靠馬氏瓶供水較為困難。又由于試驗過程中需要人員讀數，讀數頻率高，造成誤差大，精度較低。

因此，對于野外條件下，尤其當雙環尺寸較大時，雙環的供水及其自動化方面的問題，本領域尚未有較好的方法和裝置。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的等的技術問題；提供了一種野外簡易自動雙環入滲測試儀及方法。該入滲儀及方法將雙環入滲測試儀、內環供排水裝置、外環供排水裝置、水位自動測試儀等組合成一個完整的系統，解決了試驗過程中加水、讀數由人工完成，試驗誤差大以及馬氏瓶造價較高的問題。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，包括：

內環，用于在插入地表后形成一內部容器，該內部容器分別連接一內環供水箱及內環排水箱，所述內環供水箱內設置有水位自動測量儀；

外環，用于在插入地表后形成一套于所述內容器外側的外部環狀容器，該外部環狀容器分別連接外環供水箱及外環排水箱；

其中，所述內環排水箱與所述內環供水箱連通；所述外環排水箱與所述外環供水箱連通。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述內環供水箱和/或外環供水箱分別連接于一高度可調節的支架上。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述內環排水箱與所述內環供水箱之間通過一抽水機連通；所述外環排水箱與所述外環供水箱之間通過一抽水機連通。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述內部容器及外部環狀容器底部設置有礫石層。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述內環排水箱通過其底部的內環水箱出水口連接通向所述內部容器的內環供水箱供水軟管，所述內環供水箱供水軟管上設置有內環供水箱出水閥門；所述內環水箱出水口設置有篩網。

一種野外簡易自動雙環入滲測試方法，包括：

雙環構造步驟，用于將相互嵌套的內環及外環插入地表以形成內部容器和外部環狀容器；

水路設置步驟，用于將內部容器與相互連通的內環供水箱及內環排水箱連通以形成內環循環水路；將外部環狀容器與相互連通的外環供水箱及外環排水箱連通以形成外環循環水路；

供水測試步驟，打開內環循環水路和外環循環水路以向內部容器和外部環狀容器供水，在預定時間后采集內環水箱水位變化情況；

系數計算步驟，根據采集的內環水箱水位變化情況計算飽和滲透系數。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述系數計算步驟中，基于下式計算所測試多孔介質的飽和滲透系數：

其中：h為某時刻水位/m，t為時間/h，A為內環供水箱長度/m，B為內環供水箱寬度/m，R為內環半徑/m，K為t時刻的滲透系數m/h。

優選的，上述的一種野外簡易自動雙環入滲測試儀，所述供水測試步驟中，水位自動測量儀的采集數據頻率是1min/次。

因此，本發明具有如下優點：(1)本發明的野外簡易自動雙環入滲測試儀，包括雙環入滲測試儀、內環供排水裝置、外環供排水裝置及水位自動測試儀。整個裝置所有的組成部分在野外條件下易于攜帶，便于組裝，造價較低。

(2)本發明專利在內環的供水箱中加入了水位測量儀，通過自動記錄內環供水箱的水位變化，即可運用水量平衡原理及達西定律計算滲透系數，實現無人值守，原理可行且計算誤差小。

附圖說明

圖1是本發明專利野外簡易自動節水雙環入滲測試儀的結構示意圖；

圖2是本發明專利供水箱出水口末端篩網結構示意圖；

圖3是本發明專利外環礫石墊板結構示意圖；

圖4是本發明專利內環礫石墊板結構示意圖。