[發明專利]一種用于精確量測土體滲透系數的裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201711344405.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108051358B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 袁俊;蔡國軍;劉松玉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種用于測量土體滲透系數的裝置及其工作方法，本發明裝置包括通過歧管組件連接的壓力表、傳感器端口、出氣口、鉆桿和注氣口；所述傳感器端口另一端通過數據傳輸線連接記錄儀；所述出氣口另一端連接有泄氣閥；所述鉆桿由探桿，與探桿連接的透水井節段，與透水井節段另一端連接的鉆頭組成；所述鉆桿內部設置有壓力傳感器，壓力傳感器通過傳感器導線傳輸數據；所述注氣口另一端連接有注氣管道，注氣管道上設置有開關閥和氣體調節閥。本發明裝置可快速、準確測量地下土體滲透系數。

技術領域

本發明涉及一種測量裝置及其工作方法，特別涉及一種測量土壤滲透系數的裝置及其工作方法。

背景技術

直接推技術已經成為廣泛使用的常規鉆井方法的替代方案，在未固結場地綜合調查中進行了全面的現場調查。該技術使用車輛自重靜壓和錘擊的方法將探頭快速推進到地下。部分人認為與常規鉆井方法相比所具有的許多優點，導致了近年來在地下水方面的應用的普及。這些優點包括更好的靈活性、更方便的操作，不產生鉆孔切割和更少的地下擾動。雖然地下水方面的應用的直接推進技術主要限于土壤氣體，水和取芯，但這種技術具有提供更多的潛力。

各種使用直接推進鉆機的方法都被用來確定地層的滲透系數(K)。巖土工程師們通過CPT調查產生的沉積物分類信息與滲透系數之間建立了經驗關系。盡管可以快速獲得信息，但是所得到的滲透系數值最多只是格式導數的大小估計值。伴隨CPT調查的孔壓消散測試結果已經被用來從水力傳導性與地層的固結特性之間的關系來確定K。這種關系可以得到非常近似的滲透系數值。最近，有不少使用常規液壓測試的擴展來更直接地估計滲透系數值方面的工作。這些包括在直接推進設備中的性能下降測試和氣動塊試驗，以及驅動時間注入監測。這些方法提供了關于水力關聯性相對變化的有價值的信息，但是有許多問題，介于他們直接確定滲透系數值的能力，還未能解決。

發明內容

發明目的：本發明提供一種基于直接推進技術的精確量測土體滲透系數的裝置及工作方法，這一裝置可以快速、經濟、且精確地提供地下土體的滲透系數。

技術方案：本發明所述一種用于測量土體滲透系數的裝置，由歧管組件連接壓力表、傳感器端口、出氣口、鉆桿和注氣口；所述傳感器端口另一端通過數據傳輸線連接記錄儀；所述出氣口另一端連接有泄氣閥；所述鉆桿由探桿，與探桿連接的透水井節段，與透水井節段另一端連接的鉆頭組成；所述鉆桿內部設置有壓力傳感器，壓力傳感器通過傳感器導線傳輸數據；所述注氣口另一端連接有注氣管道，注氣管道上設置有開關閥和氣體調節閥。

所述鉆桿通過鉆桿適配器與歧管組件連接。

所述鉆頭上設置有O型環，O型環位于鉆頭與透水井節段之間，可以起到密封和固定鉆頭的作用。

所述透水井節段外圍設置有透水井保護鞘，透水井節段的長度為0.5m。

所述鉆桿連接處布置有橡膠墊圈，所述鉆桿由數根探桿組成，組成鉆桿的探桿數目可以根據測試的深度決定，探桿之間的連接處設置有橡膠墊，增加鉆桿的密封性。

所述鉆頭與透水井相連，且錐底直徑與透水井部分相同。

所述透水井保護鞘底端呈內斂，與鉆頭相接，透水井保護鞘底端與徑向呈50-60°。

所述鉆頭為圓錐形，錐角為50-60°。所述透水井保護鞘底端與徑向的角度與鉆頭錐角角度相同。

上述用于測量土體滲透系數的裝置的工作方法，包括以下步驟：

(1)將裝置安裝于推進鉆機上，推進到達預定深度后，將鉆桿回拔，鉆頭脫落，露出透水井節段，使得地下水自由出入鉆桿；

(2)在透水井節段露出后，灌入6-8L水進行洗井，去除透水井節段外部細顆粒物質；

(3)開始注氣，水位下降30-40厘米時固定注氣壓力使水位穩定，該穩定水位面下降深度即為初始壓差w0；