一种已成型试件渗透系数的测量装置及其使用方法制造方法及图纸

技术编号:14759405 阅读:69 留言:0更新日期:2017-03-03 07:31
本发明专利技术属于地质渗透研究领域,涉及一种渗透系数的测量装置及其使用方法。一种已成型试件渗透系数的测量装置,包括渗透仪、储水罐、压力变速器、信号采集仪、计算机、高压气罐;所述渗透仪,包括试件盛装筒,底座套筒与压紧装置。本发明专利技术提供了一种已成型试件渗透系数的测量装置及其使用方法,其中包括一种可在实验室内测定已成型试件渗透系数的渗透仪,渗透仪使用过程中可防止侧壁渗漏、侧表面的溢流的发生,使得本发明专利技术具有缩短试验周期,提高试验效率,密封性好,易于操作、试验数据准确的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地质渗透研究领域,涉及一种渗透系数的测量装置及其使用方法。
技术介绍
渗透系数是表示岩土透水性能的数量指标,亦称水力传导度,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。常规渗透仪仅适用于粒状土渗透系数的测定,土样先松散装入渗透仪,而后锤击到一定位置,没有考虑侧壁渗漏问题,对于已成型试件不适用,并且水流总是沿最大流量的方向流动,所有影响渗透系数的因素中,试件与套筒侧壁之间的渗漏是最大的问题,再者试件边缘空隙率大于其内部空隙率,还需解决试件侧表面的溢流。此外常规渗透仪靠抬高供水容器的高度来提高渗透压力,可提供的渗透压力较小,测试时间长。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是渗透仪使用过程中侧壁渗漏、侧表面的溢流的问题,以及现有渗透仪渗透压力较小,测试时间长并且对于已成型试件不适用的问题。为解决所述问题,本专利技术所采用的技术方案为:一种已成型试件渗透系数的测量装置,包括渗透仪1、储水罐3、压力变速器4、信号采集仪6、计算机8、高压气罐10,所述渗透仪1通过通水管路2与储水罐3相连通,所述通水管路2上设置有压力变速器4,所述压力变送器4通过导线5与信号采集仪6连接;所述信号采集仪6通过数据线7与计算机8相连接,所述储水罐3通过液压管9与高压气罐10相连通,所述高压气罐10的出口位置配置有减压阀11;所述渗透仪1,包括试件盛装筒12,底座套筒13与压紧装置14。进一步,所述试件盛装筒12,包括盛装筒15,上螺纹盖16,下螺纹盖17,密封螺栓18,注胶装置19;所述盛装筒15,其内径大于已成型试件的直径,其上部设置有3个均匀分布的螺纹孔20,下部设置有一个螺纹孔21,且盛装筒15上下均设置有内螺纹,用于配合上螺纹盖16和下螺纹盖17;所述上螺纹盖16和下螺纹盖17的中间均设置有通孔,所述密封螺栓18共3支,围绕盛装筒15的上部均匀分布.进一步,所述注胶装置19,由止回开关22与盛胶管23通过螺纹连接而成;所述止回开关22一端用于连接高压气体源,一端与盛胶管23通过螺纹连接;所述盛胶管23的另一端配合于盛装筒15下部设置螺纹孔21处。进一步,所述底座套筒13,由上下两部分通过螺纹连接而成;上半部分由第一圆柱筒25、第二圆柱筒26与带有孔的圆形片27焊接而成;所述第一圆柱筒25的侧面开设有方形槽29,并焊接有3个均匀分布的旋转支座30;所述第二圆柱筒26的下部设置有内螺纹,侧面设置有一螺纹孔并配合有进水开关31;下半部分是底盖28,底盖28设置有外螺纹,能与所述圆柱筒26下部设置的内螺纹配合;所述圆形片27、第二圆柱筒26与底盖28构成储水腔。进一步,所述压紧装置14包括压紧手柄32与压紧臂33,其中压紧手柄32通过螺栓34连接到底座套筒13上部设置的旋转支座30上,压紧臂33通过螺栓35连接到压紧手柄32上。一种已成型试件渗透系数的测量装置的使用方法,利用如权利要求1-5任意一项所述的一种已成型试件渗透系数的测量装置,按如下步骤进行:(S1)试件盛装筒的组装及密封:已成型试件37侧边面涂有密封胶,放入盛装筒15,已成型试件37上下放置密封圈,旋紧上螺纹盖16和下螺纹盖17,使得已成型试件37固定且密封良好;先将密封胶装入注胶装置19,然后向注胶装置19充入高压气体,直至盛装筒15上部的螺纹孔20有胶体溢出,把缠绕有生胶带的密封螺栓18旋进螺纹孔20内进行密封;(S2)渗透仪的组装及注水密封:试件盛装筒12与底座套筒13连接,通过进水开关31向储水腔44内注水灌满,依次将密封圈与试件盛装筒12放入底座套筒13中,并用压紧装置14压紧;(S3)已成型试件渗透系数的测量装置的安装及测试:将渗透仪1与储水罐3、压力变速器4、信号采集仪6、计算机8、高压气罐10连接,打开电源,打开进水开关31,调节减压阀11,及时观察压力变送器4上的读数,保证读数维持在0.2MPa左右,将压力变送器4上的读数调整,关闭减压阀11,调节信号采集仪6,设定合适的采集时间间隔△t;在此过程中还要用温度计测记通水管路2的水温T,试验完成后重新打开减压阀11,改变压力变送器4上的读数,再次采集水压变化值,重复试验4-5次;(S4)已成型试件渗透系数的测量装置的数据收集:信号采集仪6采集时间间隔为△t,压力变送器4上前读数为P1,压力变送器4后读数为P2,通水管路2的断面积为a,已成型试件37高度为L,已成型试件37的断面积为A;可通过达西定律推导出计算试件的渗透系数的计算公式:,式中为水温为T℃时试件37的渗透系数;(S5)数据分析与处理。本专利技术提供了一种已成型试件渗透系数的测量装置及其使用方法,其中包括一种可在实验室内测定已成型试件渗透系数的渗透仪,渗透仪使用过程中可防止侧壁渗漏、侧表面的溢流的发生,使得本专利技术具有缩短试验周期,提高试验效率,密封性好,易于操作、试验数据准确的优点。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术中渗透仪的结构示意图。图3为本专利技术中试件盛装筒的组装示意图。图4为本专利技术中注胶装置的组装示意图。图5为本专利技术中底座套筒的组装示意图。图6为本专利技术中压紧装置的结构示意图。图7为本专利技术中压紧装置的功能演示图。图8为本专利技术中试件盛装筒组装示意图。图9为本专利技术中注胶装置组装示意图。图10为本专利技术中试件盛装筒的剖面图。图11为本专利技术的使用方法操作演示图。图12为本专利技术的使用方法操作演示图。图13为本专利技术中试件盛装筒的剖面图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明,但本专利技术并不限于这些实施例。如图1所示,一种已成型试件渗透系数的测量装置,包括渗透仪1,所述渗透仪1通过通水管路2与储水罐3相连通,其中,所述通水管路2上设置有压力变速器4;所述压力变送器4为数显式压力变送器且通过导线5与信号采集仪6连接;所述信号采集仪6通过数据线7与计算机8相连接,用于及时采集、储存信息;所述储水罐3通过液压管9与高压气罐10相连通,其中,所述高压气罐10的出口位置配置有减压阀11,以对气压的输出值进行控制,高压气罐10输出的高压气体能增加通水管路2输出的水压力值。所述渗透仪1,如图2所示,包括试件盛装筒12,底座套筒13与压紧装置14;所述试件盛装筒12用来盛装已成型试件,如图3所示,包括盛装筒15,上螺纹盖16,下螺纹盖17,密封螺栓18,注胶装置19;所述盛装筒15,其内径略大于已成型试件的直径,其上部设置有3个均匀分布的螺纹孔20,下部设置有一个螺纹孔21,且盛装筒15上下均设置有内螺纹,用于配合上下螺纹盖16、17;所述上下螺纹盖16、17中间均设置有通孔;所述密封螺栓18共3支,围绕盛装筒15的上部均匀分布。所述注胶装置19,如图4所示,,由止回开关22与盛胶管23通过螺纹连接而成,可拆卸以便于清理;所述止回开关22一端用于连接高压气体源,一端与盛胶管23通过螺纹连接;所述盛胶管23用来盛装胶体,如密封胶、玻璃胶等,其一端配合于盛装筒15下部设置螺纹孔21处。所述底座套筒13,如图5所示,由上下两部分通过螺纹连接而成;上半部分由圆柱筒25、26与带有孔的圆形片27焊接而成;所述圆柱筒25,其侧面开设有方形槽29,并焊接有3个均匀分布的旋转支座30;所述圆柱筒26的下部设置有内螺纹,侧面设置有一本文档来自技高网...
一种已成型试件渗透系数的测量装置及其使用方法

【技术保护点】
一种已成型试件渗透系数的测量装置,其特征在于,包括渗透仪(1)、储水罐(3)、压力变速器(4)、信号采集仪(6)、计算机(8)、高压气罐(10),所述渗透仪(1)通过通水管路(2)与储水罐(3)相连通,所述通水管路(2)上设置有压力变速器(4),所述压力变送器(4)通过导线(5)与信号采集仪(6)连接,所述信号采集仪(6)通过数据线(7)与计算机(8)相连接,所述储水罐(3)通过液压管(9)与高压气罐(10)相连通,所述高压气罐(10)的出口位置配置有减压阀(11);所述渗透仪(1),包括试件盛装筒(12),底座套筒(13)与压紧装置(14)。

【技术特征摘要】
1.一种已成型试件渗透系数的测量装置,其特征在于,包括渗透仪(1)、储水罐(3)、压力变速器(4)、信号采集仪(6)、计算机(8)、高压气罐(10),所述渗透仪(1)通过通水管路(2)与储水罐(3)相连通,所述通水管路(2)上设置有压力变速器(4),所述压力变送器(4)通过导线(5)与信号采集仪(6)连接,所述信号采集仪(6)通过数据线(7)与计算机(8)相连接,所述储水罐(3)通过液压管(9)与高压气罐(10)相连通,所述高压气罐(10)的出口位置配置有减压阀(11);所述渗透仪(1),包括试件盛装筒(12),底座套筒(13)与压紧装置(14)。2.如权利要求1所述的一种已成型试件渗透系数的测量装置,其特征在于,所述试件盛装筒(12),包括盛装筒(15),上螺纹盖(16),下螺纹盖(17),密封螺栓(18),注胶装置(19);所述盛装筒(15)用于盛装已成型试件,其上部设置有3个均匀分布的螺纹孔(20),下部设置有一个螺纹孔(21),且盛装筒(15)上下均设置有内螺纹,用于配合上螺纹盖(16)和下螺纹盖(17);所述上螺纹盖(16)和下螺纹盖(17)的中间均设置有通孔,所述密封螺栓(18)共3支,与螺纹孔(20)配合,围绕盛装筒(15)的上部均匀分布。3.如权利要求2所述的一种已成型试件渗透系数的测量装置,其特征在于,所述注胶装置(19),由止回开关(22)与盛胶管(23)通过螺纹连接而成;所述止回开关(22)一端用于连接高压气体源,一端与盛胶管(23)通过螺纹连接;所述盛胶管(23)的另一端配合于盛装筒(15)下部设置螺纹孔(21)处。4.如权利要求1所述的一种已成型试件渗透系数的测量装置,其特征在于,所述底座套筒(13),由上下两部分通过螺纹连接而成;上半部分由第一圆柱筒(25)、第二圆柱筒(26)与带有孔的圆形片(27)焊接而成;所述第一圆柱筒(25)的侧面开设有方形槽(29),并焊接有3个均匀分布的旋转支座(30);所述第二圆柱筒(26)的下部设置有内螺纹,侧面设置有一螺纹孔并配合有进水开关(31);下半部分是底盖(28),底盖(28)设置有外螺纹,能与所述圆柱筒(26)下部设置的内螺纹配合;所述圆形片(27)、第二圆柱筒(26)与底盖(28)...

【专利技术属性】
技术研发人员:李振华杜锋韩学锋周甲富
申请(专利权)人:河南理工大学
类型:发明
国别省市:河南;41

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