一种多试样渗透系数测试与比较装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多试样渗透系数测试与比较装置及方法,包括供水装置和多通试验装置，供水装置与多通试验装置的进水口相连，多通试验装置的进水口外端依次设有水压力传感器和速度调节阀，多通试验装置包括多通连接器和试样容置仓，试样容置仓一端与多通连接器的出水口相连，另一端连接排水装置，试样容置仓两端设有反滤层，排水装置上依次设有电磁阀、水流量传感器和水压力传感器，速度调节阀、水流量传感器、水压力传感器和电磁阀通过连接线与计算机相连。本发明专利技术结构简单，操作方便，可以在相同环境下同时测定并比较多种不同试样的渗透系数，也可以自由切换，对单一试样的渗透系数进行测定，大大提高了测试效率和精准度。

Device and method for testing and comparing permeability coefficient of multiple samples

The invention discloses a multi-sample permeability test and comparison device and method, including a water supply device and a multi-pass test device, a water supply device connected with the water inlet of the multi-pass test device, a water pressure sensor and a speed regulating valve are arranged at the outer end of the water inlet of the multi-pass test device, and the multi-pass test device comprises a multi-pass connector. One end of the sample storage bin is connected with the outlet of the multi-way connector and the other end is connected with the drainage device. The two ends of the sample storage bin are provided with a filter layer. The drainage device is successively equipped with an electromagnetic valve, a water flow sensor and a water pressure sensor, a speed regulating valve, a water flow sensor, a water pressure sensor and an electromagnetic sensor. The valve is connected to the computer through a connecting line. The method has the advantages of simple structure, convenient operation, simultaneous measurement and comparison of permeability coefficients of various samples under the same environment, and free switching. The permeability coefficients of a single sample are measured, thus greatly improving the test efficiency and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种多试样渗透系数测试与比较装置及方法
本专利技术属于测试
，具体涉及一种多试样渗透系数测试与比较装置及方法。
技术介绍
渗透系数是水文地质学中的一个重要的水文地质参数，它表示达西定律中流速与水力梯度成线性关系，其值为一比例常数，是描述土体透水特性的重要指标。在岩土工程中，有时候需要通过测定不同试样的渗透系数来比较他们之间的渗透特性差异。在解决这个问题的过程中，能否选择合适的渗透系数测定方法与装置，直接关系到试样渗透特性差异比较结果的准确性。目前，不同试样的渗透系数的测定与比较，在对试验结果的精确性要求不是很高的情况下，多利用传统的渗透系数测定装置分别进行两次渗透试验，来达到不同试样渗透系数测定与比较的目的。其假定两次试验环境基本相同，由试验环境差异引起的渗透系数测定误差可以忽略不计。但是，由于两次试验过程中的水温、水压、水中矿物成分、水流速度以及操作过程中引起的误差等都会有些许的不同，导致两次试验环境总会有所差别。而除土体本身密实程度等的影响外，水温等条件对土体渗透系数的影响很大，而利用两次试验来测定并不能保证这些条件相同。因此，在对试验结果精确性要求比较高的试验中，传统试验的测试方法与装置不再适用。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，提供了一种多试样渗透系数测试与比较装置及方法，可以在渗透试验过程中，将多种不同试样放在相同的试验环境下同时进行试验，大大提高了提高渗透试验的效率与试验结果的精确性。本专利技术的一种多试样渗透系数测试与比较装置,包括供水装置和多通试验装置，供水装置与多通试验装置的进水口相连，在多通试验装置的进水口外端依次设有水压力传感器和速度调节阀，多通试验装置包括多通连接器和试样容置仓，试样容置仓一端与多通连接器的出水口相连，另一端连接排水装置，排水装置上依次设有电磁阀、水流量传感器和水压力传感器，速度调节阀、水流量传感器、水压力传感器和电磁阀通过连接线与计算机相连，试样容置仓两端还设有反滤层。进一步的，供水装置包括供水箱、水泵和压力水管。进一步的，试样容置仓一端与多通连接器出水口通过螺纹法兰连接，另一端与排水装置通过螺纹法兰连接，螺纹法兰连接处设有密封垫片。进一步的，排水装置尾端连接收集箱。进一步的，多通试验装置的进水口外端还设有水流量传感器。进一步的，多通试验装置为等径T形三通结构。一种基于多试样渗透系数测试与比较装置的多试样渗透系数测试与比较方法，包括以下步骤：a、准备渗透试样；b、将渗透试样放置在试样容置仓内；c、打开供水装置，通过电脑控制速度调节阀调整水流速度，水流流入到三通试验装置内，分别流向两侧渗透试样，水流经过反滤层透过渗透试样，最后经过反滤层沿排水装置流出，一段时间后，水流趋于稳定，计算机显示三个水压力传感器测得的数值基本不变，此时，通过计算机控制水流量传感器开始工作并同时在计算机上进行秒表计时；d、经t时间后，三通试验装置进水口外部的水压力传感器将检测到的压力传输给计算机，测得压力值PC，排水装置上的水压力传感器和水流量传感器将检测到的压力和流量传输给计算机，测得压力值PA、PB和流量值QA、QB；e、根据计算机内预先设定的计算程序计算渗透系数，所述渗透系数计算公式为：式中：和分别为渗透试样1和渗透试样2在试验温度T℃时渗透试样的渗透系数cm/s；QA和QB分别为三通实验装置两端水流量传感器测得的流量值cm3；L分别为渗透试样的长度cm；A为试样容置仓的截面积cm2；Δ1h和Δ2h分别为上部水流量传感器位置C与下部两端水流量传感器位置A和B的水头差cm；PC、PA和PB分别为上部水压力传感器与下部两端水压力传感器测得的压强值kpa；γW为水的重度，其值为9.8×10-6KN/cm3；ZA、ZB和ZC分别为三水压力传感器到收集箱底部的距离cm；K20为标准温度时渗透试样的渗透系数cm/s；ηT、η20分别为T℃和20℃时水的动力粘滞系数kpa·s；将数据PAPBPC、QAQB和t代入渗透系数计算公式中分别计算出标准温度20℃时渗透试样的渗透系数K20试样1和K20试样2，并根据得到的渗透系数比较渗透试样的渗透特性。在a步骤中,准备渗透试样的方法包括如下步骤：1)采集渗透试样,在取样和运输的过程中,避免土样中掺入其他非待测土样；2)将渗透试样洗砂、风干、碾散；3)将碾散的渗透试样过筛，获得试验所需的数量；4)将所得渗透试样按颗粒大小顺序分别放入不同干燥容器内存放并做标号标记。在b步骤中,将渗透试样放置在试样容置仓内的方法包括如下步骤：1)将第一层反滤层装入试样容置仓内进水一端；2)将标记好的渗透试样放入试样容置仓内；3)将渗透试样分层击实，第一次灌入1/2试样容置仓72容积的渗透试样并击实，第二次灌入1/4试样容置仓72容积的渗透试样并击实，第三次灌入1/8试样容置仓72容积的渗透试样并击实，第四次灌满剩余试样容置仓72容积并击实；4)击实渗透试样后，将第二层反滤层装入试样容置仓出水一端；5)渗透试样重复以上步骤放置与击实。有益效果：本专利技术结构简单，用途广泛，可以在渗透试验过程中，同时测定并比较多种不同试样的渗透系数，减小了因试验环境因素不同带来的影响，相较过去传统人工反复测试，既省时省力又大大提高了测试精度，当然，本专利技术也兼容了传统的渗透系数测定装置，通过控制电磁阀的闭合，即可自由调整为传统对单一试样的渗透系数测定模式。此外，试样既可以是不同种类的土体，也可以是颗粒级配、密实程度以及土体构造等不同的同种土体，适用范围广泛，具有较强的实用性和推广价值。附图说明图1是多试样渗透系数测试与比较装置结构示意图；图2是多通试验装置结构示意图；图3是采用三通试验装置的多试样渗透系数测试与比较装置结构示意图。图中：1-供水箱，2-压力水管，3-水泵，4-速度调节阀，5-水流量传感器，5A-水流量传感器，5B-水流量传感器、5C-水流量传感器，6-水压力传感器，6A-水压力传感器、6B-水压力传感器、6C-水压力传感器、7-多通试验装置，71-多通连接器，72-试样容置仓，8-反滤层，9-螺纹法兰，10-密封垫片，11-排水装置，12-电磁阀，13-收集箱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的描述。如图三所示，一种多试样渗透系数测试与比较装置,供水装置和三通试验装置，三通试验装置为等径T形三通结构，供水装置包括供水箱1、水泵3和压力水管2，压力水管2与三通试验装置7的进水口相连，三通试验装置的进水口外端依次设有水流量传感器5C、水压力传感器6C和速度调节阀4，三通试验装置包括三通连接器71和试样容置仓72，试样容置仓72一端与三通连接器出水口通过螺纹法兰9连接，另一端与排水装置通过螺纹法兰9连接，在螺纹法兰9连接处设有密封垫片10，试样容置仓72两端设有反滤层81，82,排水装置11上依次设有电磁阀12、水流量传感器5A(5B)和水压力传感器6A(6B)，速度调节阀4、水流量传感器5A、5B、5C、水压力传感器6A、6B、6C和电磁阀12通过连接线与计算机相连，排水装置11尾端连接收集箱13。一种基于多试样渗透系数测试与比较装置的多试样渗透系数测试与比较方法，包括以下步骤：a、准备渗透试样，包括以下步骤：1)按照GB/T50145-2007《土的工程分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多试样渗透系数测试与比较装置,其特征在于，包括供水装置和多通试验装置(7)，其特征在于，供水装置与多通试验装置(7)的进水口相连，多通试验装置(7)的进水口外端依次设有水压力传感器(6C)和速度调节阀(4)，所述多通试验装置(7)包括多通连接器(71)和试样容置仓(72)，试样容置仓(72)一端与多通连接器(71)的出水口相连，另一端连接排水装置(11)，所述排水装置(11)上依次设有电磁阀(12)、水流量传感器(5)和水压力传感器(6)，所述速度调节阀(4)、水流量传感器(5)、水压力传感器(6)和电磁阀(12)通过连接线与计算机相连，所述试样容置仓(72)两端还设有反滤层(81,82)。

【技术特征摘要】
1.一种多试样渗透系数测试与比较装置,其特征在于，包括供水装置和多通试验装置(7)，其特征在于，供水装置与多通试验装置(7)的进水口相连，多通试验装置(7)的进水口外端依次设有水压力传感器(6C)和速度调节阀(4)，所述多通试验装置(7)包括多通连接器(71)和试样容置仓(72)，试样容置仓(72)一端与多通连接器(71)的出水口相连，另一端连接排水装置(11)，所述排水装置(11)上依次设有电磁阀(12)、水流量传感器(5)和水压力传感器(6)，所述速度调节阀(4)、水流量传感器(5)、水压力传感器(6)和电磁阀(12)通过连接线与计算机相连，所述试样容置仓(72)两端还设有反滤层(81,82)。2.根据权利要求1所述的一种多试样渗透系数测试与比较装置，其特征在于，所述供水装置包括供水箱(1)、水泵(3)和压力水管(2)。3.根据权利要求1所述的一种多试样渗透系数测试与比较装置，其特征在于，所述试样容置仓(72)一端与多通连接器(7)出水口通过螺纹法兰(9)连接，另一端与排水装置通过螺纹法兰(9)连接，所述螺纹法兰(9)连接处设有密封垫片(10)。4.根据权利要求1所述的一种多试样渗透系数测试与比较装置，其特征在于，所述排水装置(11)尾端连接收集箱(13)。5.根据权利要求1所述的一种多试样渗透系数测试与比较装置，其特征在于，所述多通试验装置(7)的进水口外端还设有水流量传感器(5C)。6.根据权利要求1所述的一种多试样渗透系数测试与比较装置，其特征在于，所述多通试验装置(7)为等径T形三通结构。7.一种多试样渗透系数测试与比较方法，其特征在于，该方法基于权利要求6中所述的多试样渗透系数测试与比较装置，包括以下步骤：a、准备渗透试样；b、将渗透试样放置在试样容置仓(72)内；c、打开供水装置，通过电脑控制速度调节阀(4)调整水流速度，水流流入到三通试验装置内，分别流向两侧渗透试样，水流经过反滤层(81)透过渗透试样，最后经过反滤层(82)沿排水装置(13)流出，一段时间后，水流趋于稳定，计算机显示三个水压力(6A、6B、6C)传感器测得的数值基本不变，此时，通过计算机控制水流量传感器(5A、5B)开始工作并同时在计算机上进行秒表计时；d、经t时间后，三通试验装置进水口外部的水压力传感器(6C)...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁恒昌，蔡晓军，周磊，赵晓东，朱启银，王建州，赵光思，赖泽金，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32