[實用新型]非飽和土滲透系數(shù)測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821533216.4
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN208937472U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡國慶;楊雨;韓博文;劉祎;李艦;趙成剛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 鄒芳德

本實用新型公開了一種非飽和土滲透系數(shù)測量裝置，涉及土體滲透系數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，包括柱狀直管，用于盛裝待測土樣，柱狀直管的上端設(shè)有加載裝置，為待測土樣施加軸向壓力；水分傳感器和張力計由上至下依次均勻排列在柱狀直管上，通過重力測量裝置測量供水裝置和儲水裝置內(nèi)的水量變化；土柱軸向形變測量裝置測量待測土樣的軸向形變量；濕潤鋒位移測量裝置測量待測土樣內(nèi)的濕潤鋒前進(jìn)位移。本實用新型可以記錄土柱的軸向形變，通過對土柱軸向位移變化的監(jiān)測，預(yù)測土體在不同軸向力作用下的變形規(guī)律；不僅能夠使用瞬態(tài)剖面法還能利用濕潤鋒前進(jìn)法對土體滲透系數(shù)進(jìn)行測量，同時利用兩種方法，能夠準(zhǔn)確測量多種土體的非飽和滲透系數(shù)函數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及土樣滲透系數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠準(zhǔn)確測量水-力耦合作用下的非飽和土滲透系數(shù)的測量裝置。

背景技術(shù)

水-力耦合特性是非飽和土區(qū)別于飽和土的最重要特性，因此，孤立地考慮非飽和土的力學(xué)和水力學(xué)特性不可能真實反映土的變形對土水特征曲線的影響，也就不能真實再現(xiàn)非飽和土的滲流特性。傳統(tǒng)的一維土柱滲流裝置沒有考慮水和力同時作用在土體上對土體滲透系數(shù)的影響，無法測量土柱軸向位移，傳感器間距布置較大，對于滲透系數(shù)較大的土體，無法準(zhǔn)確測量水-力耦合作用下土體滲透系數(shù)函數(shù)，沒有真實的反應(yīng)土體在水和力同時作用下的變形規(guī)律，適用方法較為單一，適用性有待提高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種能夠同時測量水-力耦合作用下非飽和土滲透系數(shù)、土水特征曲線以及土柱的軸向變形的非飽和土滲透系數(shù)測量裝置，以解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案：

本實用新型提供的一種非飽和土滲透系數(shù)測量裝置，包括土柱系統(tǒng)、補(bǔ)排系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，所述量測系統(tǒng)包括多個水分傳感器、多個張力計，所述土柱系統(tǒng)包括柱狀直管，所述柱狀直管用于盛裝待測土樣；所述柱狀直管的上端設(shè)有透水結(jié)構(gòu)，所述透水結(jié)構(gòu)的上方連接有加載裝置，通過所述加載裝置為所述待測土樣施加軸向壓力；所述柱狀直管的底端設(shè)有底座，所述底座的中部設(shè)有通孔；

所述多個水分傳感器由上至下依次均勻排列在所述柱狀直管上，所述多個張力計由上至下依次均勻排列在所述柱狀直管上，所述多個水分傳感器和所述多個張力計相互對應(yīng)設(shè)置；

所述補(bǔ)排系統(tǒng)包括進(jìn)水部件和出水部件，所述進(jìn)水部件包括一端與所述柱狀直管的上端連通的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管位于所述透水結(jié)構(gòu)的上方，所述出水管的另一端連通供水裝置；所述出水部件包括一端與所述柱狀直管的底座上的通孔連通的出水管，所述出水管的另一端連通有儲水裝置；

所述量測系統(tǒng)還包括重力測量裝置、土柱軸向變形測量裝置和濕潤鋒位移測量裝置；所述重力測量裝置用于測量所述供水裝置和所述儲水裝置內(nèi)的水量變化量；所述土柱軸向形變測量裝置用于測量所述待測土樣的軸向形變量；所述濕潤鋒位移測量裝置用于測量所述待測土樣內(nèi)的濕潤鋒前進(jìn)位移。

進(jìn)一步的，所述柱狀直管由透明有機(jī)玻璃制成，所述柱狀直管上設(shè)有刻度尺，所述刻度尺作為所述濕潤鋒位移測量裝置用于測量所述待測土樣內(nèi)的濕潤鋒前進(jìn)位移；所述相鄰的兩個水分傳感器之間的距離為150mm。

進(jìn)一步的，所述透水結(jié)構(gòu)為濾紙或透水石。

進(jìn)一步的，所述加載裝置包括設(shè)于所述透水結(jié)構(gòu)上方的加載座，所述加載座上方連接有加載桿，所述柱狀直管的頂部固設(shè)有頂蓋，所述加載桿滑動穿過所述頂蓋連接有加載氣缸，所述加載桿和所述加載氣缸的活塞桿之間設(shè)有壓力傳感器。

進(jìn)一步的，所述土柱軸向形變測量裝置為百分表刻度尺，所述百分表刻度尺的底端與所述頂蓋相抵觸，所述百分表刻度尺的上端滑動穿過百分表刻度尺支座，所述百分表刻度尺支座固定在所述加載桿上。

進(jìn)一步的，所述加載氣缸設(shè)于一橫梁上，所述橫梁架設(shè)于一支撐架上，所述支撐架固定在一支撐座上。