一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，包括加载系统、供水系统、土样室及测压系统；加载系统由反力架、调压阀、气压表及双层加载板组成；双层加载板为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、中间隔板及侧面倾斜板；供水系统由供水箱、储水箱、由双层加载板形成的竖向供水腔、左侧水平供水腔和右侧水平供水腔组成；左侧水平供水腔和右侧水平供水腔由外侧多孔板、内侧多孔板及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板组成。本发明专利技术可实现在同一试样中同时测试其在不同压力下的水平及竖向渗透系数，测试过程中不需拆卸试验装置，操作方便，极大地提高了测试的效率与精度。

Experimental device for indoor simultaneous testing of horizontal and vertical saturated permeability coefficient of coarse-grained soil under different pressures

The invention discloses a test device for testing the horizontal and vertical saturated permeability coefficient of coarse soil under different pressure, including loading system, water supply system, soil sample room and pressure measuring system. The loading system is composed of a counterforce frame, a pressure regulating valve, a barometer and a double deck loading plate, and a double deck loading plate is a hollow hexahedron. The water supply system consists of a water tank, a storage tank, a vertical water supply cavity formed by a double deck loading plate, a horizontal water supply cavity on the left and a right horizontal water supply cavity, and the left horizontal water supply cavity and the right horizontal water supply cavity are from the outer porous plate, the inner porous plate and two. The silica gel pad filled between the side plates is made up. The invention can simultaneously test the horizontal and vertical permeability coefficient of the same sample under different pressure. In the test process, it does not need to disassemble the test device, and the operation is convenient, and the efficiency and precision of the test are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置
本专利技术涉及岩土工程中的土样渗透系数测试
，具体涉及一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置。
技术介绍
土体渗透系数是评价土体稳定性及沉降特性的重要指标，其测量的准确性直接关系到堆石坝坡、填埋场堆体等工程的安全。目前我国工程中常采用土料逐层铺平后压实的施工工艺，使得土工结构具有明显的成层结构，进而导致其渗透特性也呈现显著的各向异性。目前室内测试粗粒土渗透系数的试验装置主要有柔性壁渗透仪和刚性壁渗透仪。柔性壁渗透仪多是由三轴仪改造而成，一般尺寸较小，不能较好的反映粗粒土的非均质性，使得测得的渗透系数不具有代表性。刚性壁渗透仪多是根据常规渗透仪改造而成，一般试样尺寸较大，测试结果更接近于实际粗粒体。但上述室内试验装置大多只能测试粗粒土的竖向渗透系数，即使部分能测量水平向渗透系数，也需要在不同的试样上进行，或测试过程中需要拆卸装置，操作复杂，测试时间长且密封性不好。
技术实现思路
为了克服上述测试技术的不足，本专利技术提供一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置。本专利技术装置在测试过程中不需拆卸，操作方便，单次制样可直接开展多级荷载作用下的不同方向的渗透系数测量，极大地提高了测试的效率与精度。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，该装置包括加载系统、供水系统、土样室及测压系统；加载系统由反力架、调压阀、气压表及双层加载板组成，调压阀与气压表连接并固定在反力架的传力杆上，通过调节调压阀设置压力值，反力架传递压力对土样室内的试样施加荷载；双层加载板为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、若干竖向的中间隔板及侧面倾斜板，侧面倾斜板与土样室之间缝隙采用橡胶塞密封；供水系统由供水箱、储水箱、由双层加载板形成的竖向供水腔、左侧水平供水腔和右侧水平供水腔组成，供水箱及储水箱通过侧壁开口的方式保持常水头，双层加载板通过若干竖向的中间隔板将内部空间分隔为2-4个独立供水腔，避免水平渗流时沿加载板空腔通道形成短路流；左侧水平供水腔和右侧水平供水腔分别位于土样室的左侧壁和右侧壁，均由外侧多孔板、内侧多孔板及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板组成，其下部空间由若干横向的硅胶垫板分隔成2-5个独立供水腔，避免竖向渗流时沿水平供水腔形成短路流；土样室底部设置碎石层，由若干竖向隔水板分隔成2-4个独立供水腔，并填充碎石，在保证渗透水压均匀的同时以防止水平渗流时沿碎石层发生短路渗流；所述右侧水平供水腔的外侧多孔板上对应每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管连通供水箱，并在右侧水平供水腔的进水管路上设置水平止水阀门；土样室的前侧壁或后侧壁上对应碎石层的每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管连通供水箱，并在碎石层的进水管路上设置竖向止水阀门；所述左侧水平供水腔的外侧多孔板上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管连通储水箱，并在左侧水平供水腔的出水管路上设置水平止水阀门；竖向供水腔的上层多孔板上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管连通储水箱，并在竖向供水腔的出水管路上设置竖向止水阀门；所述测压系统由布设在土样室的测压管壁上的若干个测压管口组成，通过测压管口连接外部测压管，来记录试样不同位置的压力水头。进一步地，所述双层加载板由不锈钢板制成，上层多孔板和下层多孔板的开孔孔径为5-10mm。进一步地，所述双层加载板的侧面倾斜板与水平方向倾角呈30°-45°。进一步地，所述双层加载板的上层多孔板外侧装有一圈压条，通过拧紧螺栓对橡胶塞施加反力，使橡胶塞向四周膨胀，保证双层加载板四周的密封性。进一步地，所述左侧水平供水腔和右侧水平供水腔的内侧多孔板由不锈钢制成，开孔孔径为5-10mm。进一步地，所述左侧水平供水腔和右侧水平供水腔的外侧多孔板及内侧多孔板之间通过硅胶垫板密封，硅胶垫板厚10-20mm，通过拧紧螺栓对其施加力，保证硅胶垫板与板壁紧密贴合。进一步地，所述左侧水平供水腔和右侧水平供水腔的内部上侧全部采用硅胶垫板密封，密封高度根据施加荷载及粗粒土压缩性，取试样初始高度的1/3-2/3，内部下侧通过硅胶垫板分隔成独立供水腔，以保证竖向渗流时不会沿空腔发生短路渗流。进一步地，所述土样室的竖向隔水板高2-4cm，碎石层高度为隔水板高度的1/2-2/3。进一步地，所述土样室的竖向隔水板与土样室焊接在一起，且竖向隔水板插入到粗粒土样内。进一步地，所述测压管口以传力杆为竖向对称轴对称布置在土样室的后侧壁上，测压管口数目为6-15个，其中行与列数目均要≥2。本专利技术的有益效果主要表现在：1)土样室可对同一试样测试其水平及竖向渗透系数，避免了分别测试时制样的随机性；2)装置采用不锈钢材质，能起到良好的耐腐蚀作用；3)装置包括了加载及测压系统，可测试不同压力下试样的渗透系数。4)测试过程中不需拆卸装置，操作简单。5)加载板四周具有一定倾角，缝隙通过填充橡胶塞与边壁密封，同时通过螺栓对橡胶塞施加反力，使橡胶塞向四周膨胀。通过长期试验证明，此方法可保证土样室的密封性。6)土样室底端设置隔水板，可避免水平渗流时沿碎石层发生短路渗流；7)水平供水腔内部上侧全部采用硅胶垫板密封，下侧通过硅胶垫板隔成独立的供水空腔，以保证竖向渗流时不会沿空腔发生短路渗流。附图说明图1是本专利技术试验装置结构示意图；图2是本专利技术中内侧多孔板构造图；图3是本专利技术中双层加载板上层多孔板俯视图；图4是本专利技术中双层加载板下层多孔板构造图；图中：1、反力架，2、调压阀，3、气压表，4、双层加载板，5、供水箱，6、储水箱，7、竖向供水腔，8、左侧水平供水腔，9、右侧水平供水腔，10、外侧多孔板，11、内侧多孔板，12、硅胶垫板，13、土样室，14、隔水板，15、碎石，16、测压管口，17、传力杆，18、进水管，19、出水管，20、透水孔，21、水平止水阀门，22、竖向止水阀门，23压条，24、橡胶塞，25、螺栓。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1-4所示，本专利技术提供的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，该装置长400mm，宽250mm，高600mm，该装置包括加载系统、供水系统、土样室13及测压系统。加载系统由反力架1、调压阀2、气压表3及双层加载板4组成，调压阀2与气压表3连接并固定在反力架1的传力杆17上，通过调节调压阀2设置压力值，反力架1传递压力对土样室13内的试样施加荷载；土样室13为矩形；双层加载板4为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、若干竖向的中间隔板及侧面倾斜板，侧面倾斜板与土样室13之间缝隙采用橡胶塞24密封；双层加载板4由不锈钢板制成，总厚60mm，上层多孔板、下层多孔板厚8mm，上层多孔板、下层多孔板的开孔孔径为10mm；侧面倾斜板与水平方向倾角呈30°；双层加载板4的上层多孔板外侧装有一圈压条23，通过拧紧螺栓25对橡胶塞24施加反力，使橡胶塞24向四周膨胀，保证双层加载板4四周的密封性。供水系统由供水箱5、储水箱6、由双层加载板4形成的竖向供水腔7、左侧水平供水腔8和右侧水平供水腔9组成，供水箱5及储水箱6通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，该装置包括加载系统、供水系统、土样室(13)及测压系统；加载系统由反力架(1)、调压阀(2)、气压表(3)及双层加载板(4)组成，调压阀(2)与气压表(3)连接并固定在反力架(1)的传力杆(17)上，通过调节调压阀(2)设置压力值，反力架(1)传递压力对土样室(13)内的试样施加荷载；双层加载板(4)为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、若干竖向的中间隔板及侧面倾斜板，侧面倾斜板与土样室(13)之间缝隙采用橡胶塞(24)密封；供水系统由供水箱(5)、储水箱(6)、由双层加载板(4)形成的竖向供水腔(7)、左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)组成，供水箱(5)及储水箱(6)通过侧壁开口的方式保持常水头，双层加载板(4)通过若干竖向的中间隔板将内部空间分隔为2‑4个独立供水腔；左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)分别位于土样室(13)的左侧壁和右侧壁，均由外侧多孔板(10)、内侧多孔板(11)及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板(12)组成，其下部空间由若干横向的硅胶垫板(12)分隔成2‑5个独立供水腔；土样室(13)底部设置碎石层，由若干竖向隔水板(14)分隔成2‑4个独立供水腔，并填充碎石(15)；所述右侧水平供水腔(9)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在右侧水平供水腔(9)的进水管路上设置水平止水阀门(21)；土样室(13)的前侧壁或后侧壁上对应碎石层的每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在碎石层的进水管路上设置竖向止水阀门(22)；所述左侧水平供水腔(8)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在左侧水平供水腔(8)的出水管路上设置水平止水阀门(21)；竖向供水腔(7)的上层多孔板上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在竖向供水腔(7)的出水管路上设置竖向止水阀门(22)；所述测压系统由布设在土样室(13)的测压管壁上的若干个测压管口(16)组成，通过测压管口(16)连接外部测压管，来记录试样不同位置的压力水头。...

【技术特征摘要】
1.一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，该装置包括加载系统、供水系统、土样室(13)及测压系统；加载系统由反力架(1)、调压阀(2)、气压表(3)及双层加载板(4)组成，调压阀(2)与气压表(3)连接并固定在反力架(1)的传力杆(17)上，通过调节调压阀(2)设置压力值，反力架(1)传递压力对土样室(13)内的试样施加荷载；双层加载板(4)为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、若干竖向的中间隔板及侧面倾斜板，侧面倾斜板与土样室(13)之间缝隙采用橡胶塞(24)密封；供水系统由供水箱(5)、储水箱(6)、由双层加载板(4)形成的竖向供水腔(7)、左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)组成，供水箱(5)及储水箱(6)通过侧壁开口的方式保持常水头，双层加载板(4)通过若干竖向的中间隔板将内部空间分隔为2-4个独立供水腔；左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)分别位于土样室(13)的左侧壁和右侧壁，均由外侧多孔板(10)、内侧多孔板(11)及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板(12)组成，其下部空间由若干横向的硅胶垫板(12)分隔成2-5个独立供水腔；土样室(13)底部设置碎石层，由若干竖向隔水板(14)分隔成2-4个独立供水腔，并填充碎石(15)；所述右侧水平供水腔(9)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在右侧水平供水腔(9)的进水管路上设置水平止水阀门(21)；土样室(13)的前侧壁或后侧壁上对应碎石层的每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在碎石层的进水管路上设置竖向止水阀门(22)；所述左侧水平供水腔(8)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在左侧水平供水腔(8)的出水管路上设置水平止水阀门(21)；竖向供水腔(7)的上层多孔板上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在竖向供水腔(7)的出水管路上设置竖向止水阀门(22)；所述测压系统由布设在土样室(13)的测压管壁上的若干个测压管口(16)组成，通过测压管口(16)连接外部测压管，来记录试样不同位置的压力水头。2.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述双层加载...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦蕊，柯瀚，胡杰，王顺玉，兰吉武，孟猛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33