[發明專利]研究顆粒貫通內孔隙滲透性的試驗裝置及其方法在審
| 申請號： | 201810498194.0 | 申請日： | 2018-05-23 |
| 公開（公告）號： | CN108444894A | 公開（公告）日： | 2018-08-24 |
| 發明（設計）人： | 崔翔;高小雲;朱長歧;胡明鑒;劉海峰;王天明 | 申請（專利權）人： | 中國科學院武漢巖土力學研究所 |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務所 42001 | 代理人： | 黃瑞棠 |
| 地址： | 430071 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 水桶 底板 隔板 供水單元 三通接頭 試驗裝置 供水瓶 滲透性 貫通 水頭 單個顆粒 繁瑣步驟 連接關系 巖土介質 制造成本 鈣質砂 進水管 滲流 隔離 研究 試驗 | ||
1.一種研究顆粒貫通內孔隙滲透性的試驗裝置，其特征在于：
包括滲透單元（10）和供水單元（20）；
滲滲透單元（10）由底板（11）、進水桶（12）、隔板（13）和出水桶（14）組成；
供水單元（20）由三通接頭（21）、變水頭管（22）和供水瓶（23）組成；
其位置和連接關系是：
從下到上，底板（11）、進水桶（12）、隔板（13）和出水桶（14）依次連；
變水頭管（22）和供水瓶（23）通過三通接頭（21）與進水桶（12）底部進水管（122）連接。
2.按權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于：
所述的滲透單元（10）包括從下到上依次連接的底板（11）、進水桶（12）、隔板（13）和出水桶（14）；
底板（11）是一種在邊沿對稱開有4個螺絲孔（111）的圓形有機玻璃厚板；
進水桶（12）由進水桶上法蘭盤（121）、進水桶圓筒（122）、進水桶下法蘭（123）、進水桶進水管（124）和進水桶排氣管（125）組成；進水桶上法蘭盤（121）、進水桶圓筒（122）和進水桶下法蘭盤（123）上下連接成一個整體，在進水桶圓筒（122）的側壁下部設置進水桶進水管（124），在圓筒（122）側壁上部設置進水桶排氣管（125）；
隔板（13）是一種在邊沿對稱開有4個螺絲孔（131）、中心開有一個圓孔（132）的的圓形有機玻璃薄板；
出水桶（14）由出水桶法蘭盤（141）、出水桶圓筒（142）和出水桶出水孔（143）組成；出水桶法蘭盤（141）與出水桶圓筒（142）底部連接，出水桶出水孔（143）設置在出水桶圓筒（142）側壁的上部。
3.按權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于：
所述的供水單元（20）包括三通接頭（21）、變水頭管（22）和供水瓶（23）；
三通接頭（21）分別與變水頭管（22）和供水瓶（23）以及進水桶（12）連通；
三通接頭（21）是一種通用件，包括三個分路，分別設置有第1開關（211）、第2開關（212）和第3開關（213）；變水頭管（22）是一根其上設置有刻度（221）的透明有機玻璃細管（222）；
供水瓶（23）包括供水口（231）和儲水容器（232）；儲水容器（232）是一頂部開口的長方體容器；在儲水容器（232）側壁的下部設置有供水口（231）。
4.基于權利要求1-3所述試驗裝置的試驗方法，其特征在于：
A、首先將進水桶（12）、隔板（13）和出水桶（14）通過螺絲固定連接；
B、從進水桶（12）底部向進水桶（12）內塞入橡皮泥，使橡皮泥充滿進水桶（12），
用手指按壓隔板（13）中心圓孔位置的橡皮泥，使之平整；
C、將實驗選用的、已經過飽和操作的顆粒一端插入橡皮泥，插入部分占總
體積的一半即可，按壓顆粒周圍的橡皮泥，使之與顆粒邊緣緊密接觸；
D、將裝置放在水平桌面上，從出水桶（14）頂部向出水桶（14）內，朝隔板（13）表面澆一層厚約2mm的融化石蠟，等待冷卻凝固；
E、石蠟凝固后，向石蠟表層涂抹一層1mm厚的環氧樹脂，等待其凝固，石
蠟層和環氧樹脂層均要與顆粒緊密接觸；
F、輕輕取出進水桶（12）內橡皮泥，將裝置放置在水平桌面上，從出水桶（14）
頂部向出水桶（14）內加水剛好至出水桶（14）頂部的出水桶出水孔（143），觀察顆粒邊緣是否密封完好；
G、確定顆粒邊緣密封性完好后，將底板（11）安裝在進水桶（12）底部，將變水頭管（22）、供水瓶（23）和進水桶的進水管（124）利用乳膠管和三通接頭（21）連接；
H、命名三通接頭（21）在變水頭管（22）、供水瓶（23）和進水桶（12）方向分路的開關分別為第1、2、3開關（211、212、213）；
I、打開第2、3開關（212）、（213），關閉第1開關（211），向進水桶（12）內加水，直至進水桶（12）頂部的進水桶排氣管（125），使連續排水，且進水桶（12）內無氣泡；
J、關閉進水桶（12）頂部的進水桶排氣管（125），水通過顆粒內貫通孔隙進入出水桶（14），當出水桶（14）內水面漲至出水桶頂部的出水桶出水管（143）時，關閉第3開關（213），打開開關第1開關（211），向變水頭管（22）內加水至頂部零刻度；
K、關閉第2開關（212），打開第3開關（213），當出水桶（14）頂部的出水桶出水管（143）有水溢出時，關閉第3開關（213），打開第開關（211），將變水頭管（22）內的水加至頂部零刻度；
L、關閉第2開關（212），打開第3開關（213）的同時開始秒表計時，并記錄初始水頭h1（cm），經過t（s）時間后,記錄水頭h2（cm）；
M、根據步驟K和L連續測量5次，結束試驗；
N、計算滲透系數，公式如下：
式中：K—滲透系數（cm/s）；
a—變水頭管斷面積（cm2）；
L—滲流路徑，即試樣高度（cm）；
t1，t2—起始，終止時間（s）；
H1，H2—起始，終止水頭（cm）。
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