[發明專利]一種適用于土體固結應力下各向異性滲透系數測試裝置

在審

• 申請號: 201810292801.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108318401A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 桂躍;方超;劉銳;吳承坤;楊松;徐其福
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種適用于土體固結應力下各向異性滲透系數測試裝置，包括加壓系統、滲透裝置和數據采集系統；其中加壓系統用于對滲透裝置進行加壓；數據采集系統用于采集滲透裝置進行滲透試驗時的數據信息。本發明可以直接測定土樣一維固結蠕變和壓縮特性，同時也能夠測定土樣在不同固結壓力或不同變形條件下的垂直向與水平向滲透系數，得到初始和一維變形引起的土體滲透系數的各向異性特性；本裝置可根據取土深度不同施加相應的固結壓力，能夠很好的模擬現場實際情況，采用加氣壓裝置施加豎向荷載，固結壓力通過施加氣體壓力與土樣固結壓力的線性關系，根據試驗目的得到所需施加的氣體壓力控制試驗過程土樣應受的固結壓力。

技術領域

本發明涉及一種適用于土體固結應力下各向異性滲透系數測試裝置，屬于巖土工程試驗研究領域。

背景技術

滲透系數時反映土體力學特性的一個重要參數，它與土體的固結變形、地下水滲流等問題密切相關。隨著我國城市化高速發展，地下工程在如火如荼地建設中，伴隨著的工程隱患也越來越多，其中許多工程問題都與土中水的滲流密切相關，如深基坑開挖地下水的處理，截水和排水需根據土體滲透特性進行設計；修筑土石壩、邊坡時，需要考慮填料的沉降和滲透性。由于地下較深的地層受上層重力荷載作用影響，不同地層中土的固結度不同，不同地層中土的滲透性亦不相同。同時，土體在上層重力荷載作用下滲透特性表現出明顯的各向異性，即土體各個方向表現出的滲透性能不一樣。如何通過試驗得到土體在固結應力下不同角度的滲透系數，并對其滲透特性各向異性與工程特性的相關性進行深入研究具有重要的科研意義和現實意義。

傳統的室內試驗測量滲透系數方法主要有常水頭和變水頭滲透試驗法，基于達西定律計算滲透系數。常水頭和變水頭滲透試驗均是在沒有軸向加載的條件下完成的，只適用于地表的土樣情況，用其對深層的土體進行試驗，測出的滲透系數與實際不符。而后，許多學者針對此特定問題，對常規滲透儀進行了改進或研制了新的滲透儀，如中國發明專利（專利號：201511005165.9）公開的一種固結滲透聯合實驗裝置，由傳統的滲透儀改造而成，利用加壓組件對試樣施加軸向壓力，使土體發生一定的壓縮變形，并對試樣滲透液體施加較高的水頭。此類儀器主要用于研究土體在豎向荷載作用下土體發生垂直向滲流的情況，無法實現對水平向滲透特性的研究。因此需要研制一種具備多功能聯合測定試驗裝置，可以實現對土體具體固結程度的模擬，同時能夠對其次固結階段的垂直向和水平向滲透系數測量的試驗裝置，應用于現階段大量地下工程滲透穩定性分析中。

發明內容

本發明提供了一種適用于土體固結應力下各向異性滲透系數測試裝置，以解決現有技術的滲透儀不能用于實現對土體在受荷狀態下滲透特性各向異性的研究問題。

本發明的技術方案是：一種適用于土體固結應力下各向異性滲透系數測試裝置，包括加壓系統、滲透裝置和數據采集系統；其中加壓系統用于對滲透裝置進行加壓；數據采集系統用于采集滲透裝置進行滲透試驗時的數據信息。

所述加壓系統包括加氣壓裝置3和加液壓裝置4；其中加氣壓裝置3與滲透裝置的蓋板19上的進氣管9連接，加液壓裝置4與滲透裝置的底座16和套筒20上的供水管10連接。