一种常水头土壤渗透系数测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种常水头土壤渗透系数测定装置，包括试验支架、水箱、试验筒、孔网、水槽和盛水装置，水箱内储存水，试验筒内放置待测土体，水箱位于试验筒的上方，试验筒放置在试验支架上，试验筒、孔网和水槽自上而下依次连接，盛水装置位于水槽的下方，试验筒包括试验筒上部和试验筒下部，试验筒上部和试验筒下部的上下端均敞口，试验筒上部的筒壁上开设若干溢水孔，孔网的上端敞口，孔网的下端封闭且开设有若干小孔，孔网内放置透水石，水槽的上端敞口，水槽的下端封闭，水箱内的水流入试验筒后，一部分水通过溢水孔流出，一部分水流过待测土体产生渗透，然后流入水槽内，再流入盛水装置内，根据盛水装置内的水量计算待测土体的渗透系数。

A Device for Measuring Permeability Coefficient of Soil at Constant Water Head

【技术实现步骤摘要】
一种常水头土壤渗透系数测定装置
本专利技术涉及土工试验
，尤其涉及一种常水头土壤渗透系数测定装置。
技术介绍
渗透系数是表征土渗透性强弱的定量指标，也是进行渗流计算时必须用到的一个基本参数，在土壤改良处理、各类地下工程施工等方面有重要作用。目前土壤渗透仪分为常水头和变水头两种，常水头试验适用于测定透水性较大的砂性土的渗透系数，变水头试验适用于测定透水性较小的粘性土的渗透系数。无论是常水头法还是变水头法都是在实验室内测定的，在用环刀筒样运输过程中，会对土的含水量、质量和结构产生一定影响，从而导致较大的误差。传统的现场井孔抽水或孔井注水的试验方法虽然测出的渗透系数数值本身较为可靠，但是却对表层土体产生了破坏，无法准确测量含有表层土的土壤渗透系数，而且成本较高、时间较长。因而，如果有能够在减小土体扰动的条件下，在原位点处用渗透筒体测量出土体渗透系数的试验装置，将在增大土体渗透系数的准确率的同时减少运输成本和扰动误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种结构简单、能够有效减小扰动误差的常水头土壤渗透系数测定装置。本专利技术提供一种常水头土壤渗透系数测定装置，包括试验支架、水箱、试验筒、孔网、水槽和盛水装置，所述水箱内储存水，所述试验筒内放置待测土体，所述水箱位于试验筒的上方，所述试验筒放置在试验支架上，所述试验筒、孔网和水槽自上而下依次连接，所述盛水装置位于水槽的下方，所述试验筒包括螺纹连接的试验筒上部和试验筒下部，所述试验筒上部和试验筒下部的上下端均敞口，所述试验筒上部的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述孔网的上端敞口，所述孔网的下端封闭且开设有若干小孔，所述孔网内放置透水石，所述水槽的上端敞口，所述水槽的下端封闭，所述水箱内的水流入试验筒后，一部分水通过溢水孔流出，一部分水流过待测土体产生渗透，然后流入水槽内，再流入盛水装置内，根据盛水装置内的水量计算待测土体的渗透系数。进一步地，所述常水头土壤渗透系数测定装置还包括旋拧杆盖，所述旋拧杆盖包括盖体和旋拧杆，所述盖体的下端与试验筒上部的上端螺纹配合，所述盖体上设有十字形孔柱，所述十字形孔柱上设有竖直孔，所述旋拧杆包括旋拧杆直杆和旋拧杆底盘，所述旋拧杆直杆穿过竖直孔且与竖直孔螺纹配合，所述旋拧杆直杆的底端为球状曲面，靠近旋拧杆直杆的底端处设有与旋拧杆直杆固定连接的第一圆环，所述旋拧杆底盘的上方连接第二圆环，所述旋拧杆直杆的底端穿过第二圆环，所述第二圆环的内径大于旋拧杆直杆的直径且小于第一圆环的外径。进一步地，所述待测土体的渗透系数的计算公式为：kT＝Q(L2-L1)/(AHt)式中，kT为待测土体的渗透系数；Q为盛水装置内的水量；A为试验筒的内断面积；H为溢水孔距离土样底部的高度；t为时间；L1为旋拧杆底盘与试验筒下部的下端口平齐时，旋拧杆直杆位于试验筒外的长度；L2为旋拧杆底盘与土体上部正好接触时，旋拧杆直杆在试验筒外的长度。进一步地，所述常水头土壤渗透系数测定装置还包括辅助取土筒，所述辅助取土筒的上下端敞口，所述辅助取土筒的内径与试验筒上部的内径一致，所述辅助取土筒的下端与试验筒上部的上端螺纹配合。进一步地，所述常水头土壤渗透系数测定装置还包括环刀筒，所述环刀筒的上下端敞口，所述环刀筒的内径与试验筒下部的内径一致，所述环刀筒的上端与试验筒下部的下端螺纹配合，所述环刀筒的下端设有刀刃。进一步地，所述试验支架包括试验支架圆筒和三个试验支架支腿，所述试验支架支腿与试验支架圆筒铰接，所述试验支架圆筒的上下端敞口，所述试验支架圆筒的上端开设有第一缺口和第二缺口，所述试验筒下部的筒壁上设有第一脚踏和第二脚踏，所述第一脚踏的形状与第一缺口的形状相匹配，所述第二脚踏的形状与第二缺口的形状相匹配，所述第一脚踏卡在第一缺口上，所述第二脚踏卡在第二缺口上。进一步地，所述水箱的侧壁设置水箱出水口，所述水箱出水口连接第一橡胶管，所述第一橡胶管的出水端伸入试验筒内。进一步地，所述水槽的侧壁上开设水槽出水口，所述水槽出水口连接第三橡胶管，所述第三橡胶管的出水端伸入盛水装置内。进一步地，所述常水头土壤渗透系数测定装置还包括击实支座，所述击实支座包括底板和两根竖直杆，两根竖直杆分别固定连接在底板的上方，每根竖直杆上均设置一个水平销钉孔，所述水平销钉孔内插入支座销钉，所述十字形孔柱上还设有水平孔，所述水平孔与支座销钉螺纹配合。进一步地，所述第二圆环与旋拧杆底盘通过三根圆环支架连接，所述圆环支架的一端连接在旋拧杆底盘上，所述圆环支架的另一端与第二圆环连接。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：1、本专利技术提供的常水头土壤渗透系数测定装置能够对地形摆放有较好的适应性，可以在不平坦的地形进行试验操作，克服了已有大部分测定渗透系数装置对放置场地要求较高的问题；2、本专利技术通过将旋拧杆盖、试验筒、孔网、水槽、水箱和盛水装置相配合，能够在有效避免对土体扰动以及对表层土和土壤覆盖层破坏的条件下测量土体的渗透系数，从而使所测渗透系数的结果更接近原样土的真实值；3、本专利技术通过击实装置能够较为简便地测量一定孔隙度要求下的实验室配比土的渗透系数；4、本专利技术能在不更换土体的情况下，改变常水头的水力坡降从而进行多组试验以提高结果的准确性。附图说明图1是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的结构示意图。图2是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的试验筒、孔网和水槽的连接示意图。图3是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的孔网和试验筒配合的结构示意图。图4是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的辅助取土筒、试验筒和环刀筒配合的结构示意图。图5是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的辅助取土筒、试验筒和环刀筒配合的分解示意图。图6是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的击实支座的结构示意图。图7是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的旋拧杆盖的结构示意图。图8是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置的旋拧杆底盘的放大示意图。图9是本专利技术一种常水头土壤渗透系数测定装置改变溢水孔的试验结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1至图8，本专利技术的实施例提供了一种常水头土壤渗透系数测定装置，包括试验支架1、水箱2、试验筒3、孔网4、水槽5、盛水装置6、辅助取土筒7、环刀筒8、旋拧杆盖9和击实支座10，水箱2位于试验筒3的上方，试验筒3、孔网4和水槽5自上而下依次螺纹连接，试验筒3放置在试验支架1上，盛水装置6位于水槽5的下方。试验支架1包括试验支架圆筒11和三个试验支架支腿12，三个试验支架支腿12上均设置有支腿销钉121，通过支腿销钉121可以调整试验支架支腿12的长度，且三个试验支架支腿12分别与试验支架圆筒11铰接，试验支架圆筒11的上下端敞口，试验支架圆筒11的上端开设有第一缺口111和第二缺口112，第一缺口111和第二缺口112关于试验支架圆筒11的中心对称，试验支架圆筒11的筒壁上设有含水准气泡的水准表113，水准表113用来衡量试验支架圆筒11是否水平。水箱2内储存水，水箱2的侧壁上设置有水箱出水口21，水箱出水口21连接第一橡胶管22，第一橡胶管22上设有第一止水夹23，第一橡胶管22的出水端伸入试验筒3内。试验筒3内放置土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常水头土壤渗透系数测定装置，其特征在于，包括试验支架、水箱、试验筒、孔网、水槽和盛水装置，所述水箱内储存水，所述试验筒内放置待测土体，所述水箱位于试验筒的上方，所述试验筒放置在试验支架上，所述试验筒、孔网和水槽自上而下依次连接，所述盛水装置位于水槽的下方，所述试验筒包括螺纹连接的试验筒上部和试验筒下部，所述试验筒上部和试验筒下部的上下端均敞口，所述试验筒上部的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述孔网的上端敞口，所述孔网的下端封闭且开设有若干小孔，所述孔网内放置透水石，所述水槽的上端敞口，所述水槽的下端封闭，所述水箱内的水流入试验筒后，一部分水通过溢水孔流出，一部分水流过待测土体产生渗透，然后流入水槽内，再流入盛水装置内，根据盛水装置内的水量计算待测土体的渗透系数。

【技术特征摘要】
1.一种常水头土壤渗透系数测定装置，其特征在于，包括试验支架、水箱、试验筒、孔网、水槽和盛水装置，所述水箱内储存水，所述试验筒内放置待测土体，所述水箱位于试验筒的上方，所述试验筒放置在试验支架上，所述试验筒、孔网和水槽自上而下依次连接，所述盛水装置位于水槽的下方，所述试验筒包括螺纹连接的试验筒上部和试验筒下部，所述试验筒上部和试验筒下部的上下端均敞口，所述试验筒上部的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述孔网的上端敞口，所述孔网的下端封闭且开设有若干小孔，所述孔网内放置透水石，所述水槽的上端敞口，所述水槽的下端封闭，所述水箱内的水流入试验筒后，一部分水通过溢水孔流出，一部分水流过待测土体产生渗透，然后流入水槽内，再流入盛水装置内，根据盛水装置内的水量计算待测土体的渗透系数。2.根据权利要求1所述的常水头土壤渗透系数测定装置，其特征在于，所述常水头土壤渗透系数测定装置还包括旋拧杆盖，所述旋拧杆盖包括盖体和旋拧杆，所述盖体的下端与试验筒上部的上端螺纹配合，所述盖体上设有十字形孔柱，所述十字形孔柱上设有竖直孔，所述旋拧杆包括旋拧杆直杆和旋拧杆底盘，所述旋拧杆直杆穿过竖直孔且与竖直孔螺纹配合，所述旋拧杆直杆的底端为球状曲面，靠近旋拧杆直杆的底端处设有与旋拧杆直杆固定连接的第一圆环，所述旋拧杆底盘的上方连接第二圆环，所述旋拧杆直杆的底端穿过第二圆环，所述第二圆环的内径大于旋拧杆直杆的直径且小于第一圆环的外径。3.根据权利要求2所述的常水头土壤渗透系数测定装置，其特征在于，所述待测土体的渗透系数的计算公式为：kT＝Q(L2-L1)/(AHt)式中，kT为待测土体的渗透系数；Q为盛水装置内的水量；A为试验筒的内断面积；H为溢水孔距离土样底部的高度；t为时间；L1为旋拧杆底盘与试验筒下部的下端口平齐时，旋拧杆直杆位于试验筒外的长度；L2为旋拧杆底盘与土体上部正好接触时，旋拧杆直杆位于试验筒外的长度。4.根据权利要求1所述的常水头土壤渗透系数测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈轩翌，王文正，周雅婷，韩啸，邸同宇，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42