秸秆材料渗透系数测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种秸秆材料渗透系数测试系统，该系统包括水头测量装置、用于装载秸秆材料的胶膜管和秸秆渗透框体，所述水头测量装置包括上、下水头管刻度表和常水头供水装置；所述胶膜管的两端分别设有与胶膜管密封连接的第一盖板、第二盖板，所述第一盖板上设有与常水头供水装置的出水口连通的进水口、与上水头管刻度表连接的上水头连接口，所述第二盖板上设有与下水头管刻度表连接的下水头连接口和第一出水口，所述第一出水口设有流量计；所述胶膜管贯穿所述秸秆渗透框体，所述秸秆渗透框体内设有可沿秸秆渗透框体内壁上下移动的传压板，所述传压板紧贴胶膜管。该系统能测定不同密度的秸秆材料在“常水头”条件下的渗透系数。

【技术实现步骤摘要】
秸秆材料渗透系数测试系统
本技术涉及一种秸杆材料渗透系数测试系统，属于材料渗透系数测量技术领 域。
技术介绍
目前在地基处理领域，已有将秸杆材料作为排水体用于软土的排水固结，其排水 固结的效果与秸杆材料的渗透系数密切相关，渗透系数又称水力传导系数，它定义为单位 水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，渗透系数愈大，则透水性愈 强。而秸杆材料的渗透系数与其密度直接相关，因此不同密度下秸杆的渗透系数是秸杆材 料排水固结法设计的重要参数。 对于渗透系数的测定装置，目前有土工试验中的常水头法渗透试验装置。常水 头法渗透试验装置在整个试验过程中保持水头为一常数，其水头差也为常数，主要用于测 定砂质土或无粘性土在常水头下的渗透系数。但常规的常水头法渗透试验装置并不适 用于测定较长长度的秸杆材料（比如机械化收割后秸杆，其长度约40cm)的渗透系数，而且 测定过程中不能控制秸杆的密度，因此对于测定这种具有较长长度的秸杆在不同密度下的 渗透系数仍缺乏合适的测试装置。
技术实现思路
本技术的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种能测定不同密度的 秸杆材料在常水头条件下渗透系数的测试系统。 为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是：一种秸杆材料渗透系数 测试系统，包括水头测量装置、用于装载秸杆材料的胶膜管和秸杆渗透框体，所述水头测量 装置包括上、下水头管刻度表和常水头供水装置；所述胶膜管的两端分别设有与胶膜管密 封连接的第一盖板、第二盖板，所述第一盖板上设有与常水头供水装置的出水口连通的进 水口、与上水头管刻度表连接的上水头连接口，所述第二盖板上设有与下水头管刻度表连 接的下水头连接口和第一出水口，所述第一出水口设有流量计；所述胶膜管贯穿所述秸杆 渗透框体，所述秸杆渗透框体内设有可沿秸杆渗透框体内壁上下移动的传压板，所述传压 板紧贴胶膜管。 本技术在测试秸杆材料渗透系数时，首先将一定长度的秸杆材料包裹在胶膜 管中，将胶膜管的两端分别与第一盖板与第二盖板紧密连接，形成密封的渗透系统。然后通 过传压板给胶膜管加压，调节压力达到所需的秸杆密度并维持传压板不反弹，此时可计算 出秸杆渗透断面面积。再通过外接水源向储水槽供水，储水槽的储水量恒定，多余的水通过 溢流口流出，形成测试所需的恒定水头，上水头管和下水头管的液面高差通过上、下水头刻 度表直接读出。最后，在上水头管和下水头管恒定的水头差条件下，固定时间段内计量所述 第一出水口的渗透出水量，按达西渗透定律即可计算秸杆材料在该级密度条件下的渗透系 数。 因此，本专利技术克服了传统常水头法渗透试验装置仅能测定砂质土或无粘性土在 常水头下渗透系数的缺陷，通过压力加载装置调节秸杆密度，并通过秸杆渗透框体密封秸 杆材料并保持秸杆材料一定的体积密度，这样就可以实现秸杆材料在常水头条件和不同密 度下渗透系数的测定。 上述技术方案的进一步改进是：还包括压力加载装置，所述传压板由压力加载装 置驱动沿秸杆渗透框体内壁上下移动。优选的，所述秸杆渗透框体顶部设有反力架，所述 压力加载装置是设置在所述反力架与传压板之间的气压加载装置，所述气压加载装置包括 气囊，所述气囊固接有活塞杆，所述气囊的气体入口与气源连接，所述活塞杆紧贴所述传压 板，这样在气囊充气后可以依靠反力架提供的反力顶住活塞杆，从而压迫传压板对秸杆材 料施加坚向荷载。 优选的，所述秸杆渗透框体是方形框架，所述方形框架的左右两侧与胶膜管之间 均设有用于防止秸杆材料在所述传压板压迫下发生侧向变形的限压板。进一步的，所述限 压板为有机玻璃板。 优选的，所述常水头供水装置包括储水槽以及用于固定储水槽的立柱，所述储水 槽可沿立柱上下移动；所述储水槽上设有溢流口和第二出水口，所述第二出水口即为常水 头供水装置的出水口。 优选的，所述第一盖板和第二盖板均为圆形盖板，所述胶膜管的两端分别通过圆 形压圈紧箍在所述第一盖板和第二盖板上。 【附图说明】 下面结合附图对本技术作进一步的说明。 图1是本技术实施例一的主视示意图。 图2是图1中胶膜管、秸杆渗透框体和压力加载装置的俯视图。 图3是图2的A-A向剖面图。 【具体实施方式】 实施例 本实施例的秸杆材料渗透系数测试系统，如图1-图3所示，包括水头测量装置、用 于装载秸杆材料的胶膜管3、秸杆渗透框体16和压力加载装置1，水头测量装置包括上、下 水头管刻度表1〇-1、1〇_2和常水头供水装置；胶膜管3的两端分别设有与胶膜管3密封连 接的第一盖板17、第二盖板5,第一盖板17上设有与常水头供水装置的出水口连通的进水 口 7、与上水头管刻度表10-1连接的上水头连接口 8,第二盖板5上设有与下水头管刻度表 10-2连接的下水头连接口 6和第一出水口 4,第一出水口 4处设有流量计。 本实施例中胶膜管3贯穿秸杆渗透框体16,秸杆渗透框体16内设有可沿秸杆渗透 框体16内壁上下移动的传压板2,传压板2由压力加载装置1驱动。本实施例中压力加载 装置1采用气压加载装置，秸杆渗透框体16顶部设有反力架1-2,气压加载装置在反力架 16与压力板2之间，气压加载装置包括气囊，气囊固接有活塞杆1-1，气囊的气体入口与气 源连接，活塞杆1-2紧贴传压板2。在使用时，将压缩空气通过气体入口注入到气囊，气囊内 的压缩空气推动活塞杆1-1，活塞杆1-1顶在传压板2上利用反力架1-2提供的反力压迫传 压板2施加坚向荷载。 本实施例中秸杆渗透框体是供胶膜管3穿过的方形框架(可采用钢制成)，方形框 架的左、右两侧与胶膜管3之间均设有用于限制秸杆材料在传压板2压迫下发生侧向变形 的限压板15。本实施例中限压板15优选有机玻璃板，当然限压板15也可以采用其他刚性 材料制成。 本实施例中常水头供水装置包括储水槽12以及用于固定储水槽12的立柱，本实 施例中的立柱同时用于固定上、下水头管刻度表1〇-1、1〇-2,储水槽12可沿立柱上下移动； 储水槽12上设有溢流口 13和第二出水口 12-1，其中第二出水口 12-1即为常水头供水装置 的出水口。本实施例将储水槽12与一个滑动调节块11固定，滑动调节块11沿立柱上下移 动，并可在所需位置固定，这样可以通过滑动调节块方便地实现测试所需的不同水头高度。 本实施例可以作进一步改进：第一盖板17和第二盖板5均为圆形盖板，胶膜管3 的两端分别通过圆形压圈9紧箍在第一盖板17和第二盖板5上。 本实施例的秸杆材料渗透系数测试系统在进行秸杆材料渗透系数测试时，首先将 一定长度L的秸杆材料(秸杆材料的两端与限压板15的边缘对齐)包裹在胶膜管3中，将胶 膜管3的两端分别用圆形压圈9箍设于第一盖板17和第二盖板5的圆周面上，形成密封的 渗透系统。 其次，传压板2给置于限压板15中的胶膜管3中的秸杆材料加压，调节压力达到 所需的秸杆密度并维持传压板2不反弹，此时可计算出秸杆渗透断面面积为A。 再次，通过外接水源向储水槽12供水，储水槽12的储水量恒定，多余的水通过溢 流口 13流出，通过滑动调节块11在立柱上移动调节储水槽12的高度，形成测试所需的恒 定水头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种秸秆材料渗透系数测试系统，其特征在于：包括水头测量装置、用于装载秸秆材料的胶膜管和秸秆渗透框体，所述水头测量装置包括上、下水头管刻度表和常水头供水装置；所述胶膜管的两端分别设有与胶膜管密封连接的第一盖板、第二盖板，所述第一盖板上设有与常水头供水装置的出水口连通的进水口、与上水头管刻度表连接的上水头连接口，所述第二盖板上设有与下水头管刻度表连接的下水头连接口和第一出水口，所述第一出水口设有流量计；所述胶膜管贯穿所述秸秆渗透框体，所述秸秆渗透框体内设有可沿秸秆渗透框体内壁上下移动的传压板，所述传压板紧贴胶膜管。

【技术特征摘要】
1. 一种秸杆材料渗透系数测试系统，其特征在于：包括水头测量装置、用于装载秸杆 材料的胶膜管和秸杆渗透框体，所述水头测量装置包括上、下水头管刻度表和常水头供水 装置；所述胶膜管的两端分别设有与胶膜管密封连接的第一盖板、第二盖板，所述第一盖 板上设有与常水头供水装置的出水口连通的进水口、与上水头管刻度表连接的上水头连接 口，所述第二盖板上设有与下水头管刻度表连接的下水头连接口和第一出水口，所述第一 出水口设有流量计；所述胶膜管贯穿所述秸杆渗透框体，所述秸杆渗透框体内设有可沿秸 杆渗透框体内壁上下移动的传压板，所述传压板紧贴胶膜管。2. 根据权利要求1所述的秸杆材料渗透系数测试系统，其特征在于：还包括压力加载 装置，所述传压板由压力加载装置驱动沿秸杆渗透框体内壁上下移动。3. 根据权利要求2所述的秸杆材料渗透系数测试系统，其特征在于：所述秸杆渗透框 体顶部设有反力架，所述压力加载装置是设置在所述反力架与传压...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷勇，徐桂中，吴发红，石飞停，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32