[發明專利]一種室內同時測試不同壓力下粗粒土水平向及豎向飽和滲透系數的試驗裝置

在審

• 申請號: 201711332965.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108181220A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 秦蕊;柯瀚;胡杰;王順玉;蘭吉武;孟猛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種室內同時測試不同壓力下粗粒土水平向及豎向飽和滲透系數的試驗裝置，包括加載系統、供水系統、土樣室及測壓系統；加載系統由反力架、調壓閥、氣壓表及雙層加載板組成；雙層加載板為空心六面體，包括上層多孔板、下層多孔板、中間隔板及側面傾斜板；供水系統由供水箱、儲水箱、由雙層加載板形成的豎向供水腔、左側水平供水腔和右側水平供水腔組成；左側水平供水腔和右側水平供水腔由外側多孔板、內側多孔板及兩側多孔板之間填充的硅膠墊板組成。本發明可實現在同一試樣中同時測試其在不同壓力下的水平及豎向滲透系數，測試過程中不需拆卸試驗裝置，操作方便，極大地提高了測試的效率與精度。

技術領域

本發明涉及巖土工程中的土樣滲透系數測試技術領域，具體涉及一種室內同時測試不同壓力下粗粒土水平向及豎向飽和滲透系數的試驗裝置。

背景技術

土體滲透系數是評價土體穩定性及沉降特性的重要指標，其測量的準確性直接關系到堆石壩坡、填埋場堆體等工程的安全。目前我國工程中常采用土料逐層鋪平后壓實的施工工藝，使得土工結構具有明顯的成層結構，進而導致其滲透特性也呈現顯著的各向異性。

目前室內測試粗粒土滲透系數的試驗裝置主要有柔性壁滲透儀和剛性壁滲透儀。柔性壁滲透儀多是由三軸儀改造而成，一般尺寸較小，不能較好的反映粗粒土的非均質性，使得測得的滲透系數不具有代表性。剛性壁滲透儀多是根據常規滲透儀改造而成，一般試樣尺寸較大，測試結果更接近于實際粗粒體。但上述室內試驗裝置大多只能測試粗粒土的豎向滲透系數，即使部分能測量水平向滲透系數，也需要在不同的試樣上進行，或測試過程中需要拆卸裝置，操作復雜，測試時間長且密封性不好。

發明內容

為了克服上述測試技術的不足，本發明提供一種室內同時測試不同壓力下粗粒土水平向及豎向飽和滲透系數的試驗裝置。本發明裝置在測試過程中不需拆卸，操作方便，單次制樣可直接開展多級荷載作用下的不同方向的滲透系數測量，極大地提高了測試的效率與精度。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種室內同時測試不同壓力下粗粒土水平向及豎向飽和滲透系數的試驗裝置，該裝置包括加載系統、供水系統、土樣室及測壓系統；加載系統由反力架、調壓閥、氣壓表及雙層加載板組成，調壓閥與氣壓表連接并固定在反力架的傳力桿上，通過調節調壓閥設置壓力值，反力架傳遞壓力對土樣室內的試樣施加荷載；雙層加載板為空心六面體，包括上層多孔板、下層多孔板、若干豎向的中間隔板及側面傾斜板，側面傾斜板與土樣室之間縫隙采用橡膠塞密封；供水系統由供水箱、儲水箱、由雙層加載板形成的豎向供水腔、左側水平供水腔和右側水平供水腔組成，供水箱及儲水箱通過側壁開口的方式保持常水頭，雙層加載板通過若干豎向的中間隔板將內部空間分隔為2-4個獨立供水腔，避免水平滲流時沿加載板空腔通道形成短路流；左側水平供水腔和右側水平供水腔分別位于土樣室的左側壁和右側壁，均由外側多孔板、內側多孔板及兩側多孔板之間填充的硅膠墊板組成，其下部空間由若干橫向的硅膠墊板分隔成2-5個獨立供水腔，避免豎向滲流時沿水平供水腔形成短路流；土樣室底部設置碎石層，由若干豎向隔水板分隔成2-4個獨立供水腔，并填充碎石，在保證滲透水壓均勻的同時以防止水平滲流時沿碎石層發生短路滲流；

所述右側水平供水腔的外側多孔板上對應每個獨立供水腔開有一進水孔，通過進水管連通供水箱，并在右側水平供水腔的進水管路上設置水平止水閥門；土樣室的前側壁或后側壁上對應碎石層的每個獨立供水腔開有一進水孔，通過進水管連通供水箱，并在碎石層的進水管路上設置豎向止水閥門；

所述左側水平供水腔的外側多孔板上對應每個獨立供水腔開有一出水孔，通過出水管連通儲水箱，并在左側水平供水腔的出水管路上設置水平止水閥門；豎向供水腔的上層多孔板上對應每個獨立供水腔開有一出水孔，通過出水管連通儲水箱，并在豎向供水腔的出水管路上設置豎向止水閥門；

所述測壓系統由布設在土樣室的測壓管壁上的若干個測壓管口組成，通過測壓管口連接外部測壓管，來記錄試樣不同位置的壓力水頭。