一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，包括补水瓶、水位控制瓶、连接管、土样盒、出水收集瓶、支架、土体取样环刀。所述一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，设置了自动补水瓶，能够自动保证水头稳定在设定值，并能够测定土样上部装置中损失的水量，验证试验的可靠性；设置了出水量测定瓶，可以测定从土样渗流出来的水量；设置了环刀固定装置，能够保证在渗透系数的测定过程中，水不会从土样之外的路径损失。

【技术实现步骤摘要】
一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法
本专利技术属于岩土渗透系数测定领域，特别涉及一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法。
技术介绍
渗透系数作为土的一个重要物理力学指标，在岩土工程设计和施工领域受到广泛关注。其测定的准确性涉及到工程安全与正常使用，因此，为了避免工程事故的发生，需要一套精确、便捷的渗透系数测定装置。渗透系数的室内测定方法通常是首先设定一定的水头高度，以及水要经过土样的渗透路径长度，计算得到土样中的水头梯度，然后在保证水头高度一定的条件下，让水自然通过土样进行渗流，经过一个预定的时间长度，撤走施加在土样上的水头，使土样停止渗流，量出此时渗流过土样的水量，经过计算便可以得到土样的渗透系数。目前，在渗透系数的测定过程中，存在水头高度不稳定、水量测定不准确、测量设备操作繁琐等问题，导致土体渗透系数的测定值与实际值相差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，以解决上述存在的技术问题。本专利技术的土体渗透系数室内精确测定装置，设置了自动补水瓶，能够自动保证水头稳定在设定值，并能够测定土样上部装置中损失的水量，验证试验的可靠性；设置了出水量测定瓶，可以测定从土样渗流出来的水量；设置了环刀固定装置，能够保证在渗透系数的测定过程中，水不会从土样之外的路径损失。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种土体渗透系数室内测定装置，包括：补水瓶、水位控制瓶、连接管、土样盒、出水收集瓶、支架等六大部分。补水瓶用来补充在渗透系数测定过程中水分的流失，瓶身有水位读数管，顶部有注水口、吸气管，下部有出水管，出水管上部有阀门和水位自动控制装置，出水管管身外部有螺纹。水位控制瓶安装在补水瓶下方，顶部的进水口与补水瓶的出水口相连，进水口内部有与补水瓶的出水管配套的螺纹，水位控制瓶瓶身上部有排气管，排气管上有阀门，水位控制瓶下部有出水管，出水管上有阀门，出水管管身内部有螺纹。水位控制瓶下面与连接管相连，连接管上部有防水凹槽和螺纹，可与水位控制瓶的出水管进行连接，连接管的下部有出水管和阀门。出水管下面连接土样盒，土样盒由两个半圆柱空腔构成，外层是有机玻璃制作，内层由软橡胶制作，腔内可叠放多个环刀盛放的土样，上部有进水孔，孔外有凹糟，用来进行连接两个半圆柱空腔，在两个半圆柱空腔的顶部和底部分别有连接孔，用来固定两个半圆柱空腔，空腔内橡胶层的突起用来防止水的侧渗，土样盒下部有出水口。出水收集瓶的顶部进水口与土样盒的出水口相连，出水收集瓶的顶部有防蒸发排气孔，出水收集瓶瓶身有水位读数管。支架的下部是十字支撑，中间竖立的读数圆杆的杆身有刻度，杆身套有固定环，可沿着读数圆杆上下滑动和固定。进一步的，补水瓶采用透明有机玻璃制成，可以观察到瓶内液面高度，主要作用是补充在渗透系数测定试验过程中水头的损失，上部的进水口呈漏斗状，用来向瓶内注水，进气孔用来保证瓶内外的气压平衡，保证瓶内的水能够顺利从出水口流出。瓶身的水位读数管能够测出试验开始到结束时，补水瓶内水的使用量。出水管的外侧刻有螺纹，当与水位控制瓶连接时，可以通过旋转补水瓶，使得补水瓶上下移动，调整水位控制瓶内的水位高度。出水管的上部有阀门，可以随时打开或关闭出水管，试验前向补水瓶内注水时，需要关闭该阀门。出水管的下端有限制在管口的泡沫软浮球，可以利用浮力，根据瓶内水位的变化，控制补水瓶内水的进出。进一步的，水位控制瓶采用透明有机玻璃制成，主要作用是保证实验的整个过程中水头高度维持不变。水位控制瓶的上部的进气孔主要用来维持瓶内外的气压平衡，保证水位控制瓶内的水能不断地向下流动，孔内刻有螺纹，与补水瓶的出水管螺纹配套。出水管的阀门用来控制瓶内水的流出，下端出水口的内部刻有螺纹，能够与连接管进行连接，达到防溢水的目的。当水位控制瓶内水位下降时，补水瓶出水口的泡沫软浮球随着水位控制瓶内水位下降，不能对补水瓶出水口进行封堵，此时补水瓶出水口开始向下流水，使得水位控制瓶内水位又回升，泡沫软浮球也随着水位上升，达到设定高度后，顶住卡扣，重新封堵补水瓶出水口，与泡沫软浮球连接的运动限制帽会限制泡沫软浮球的摇摆，使其保持只能上下运动，如此往复进行。进一步的，连接管用来连接水位控制瓶和土样盒，连接管的上部刻有螺纹并设有固定凹槽，凹槽内有橡皮垫圈。使用时通过连接管的螺纹和水位控制瓶出水口内的螺纹进行旋转连接，挤压橡皮垫圈达到防止溢水的目的。连接管的下部设有一个排水阀门，可以在试验开始注水时，排除管内的空气，并且能够在试验结束时，可以简便快速的放出试验装置内的水。进一步的，土样盒主要由两个半圆柱空腔构成，盒体有两层材料构成，外层为不锈钢材料，内层是橡胶材料，两层材料紧密贴合。橡胶层的内径稍小于取土环刀的外径，保证两个空腔合并后，通过挤压可以与内部的环刀紧密贴合，防止水从环刀外部渗出。橡胶层的下部设置为环形漏斗状，可以保证从土样中渗流下来的水全部流入出水收集瓶。土样盒的上部有进水口，与连接管下部连接，在土样盒的进水口处设有凹槽，通过固定卡环的收紧，可以达到防水溢出的目的。土样盒的下部出水口设有排气孔，可以在设备连接后进行注水时，将多余的气体排出，保证水的充满。土样盒的出水口内部设有螺纹。土样盒的外部不锈钢外壳上刻有刻度，刻度的位置与内部每个环刀的顶面摆放位置在同一水平面上，用于设置水头高度。土样盒上下设有固定孔，用来使土样盒的两个半盒合并牢固。进一步的，出水收集瓶采用透明有机玻璃制成，顶部设有进水连接管，与土样盒出水口连接。进水连接管上部刻有螺纹并设有固定凹槽，凹槽内有橡皮垫圈。使用时通过进水连接管的螺纹和土样盒出水口内的螺纹进行旋转连接，挤压橡皮垫圈达到防止溢水的目的。出水收集瓶顶部设有防蒸发弯管，用来保证瓶内外的气压平衡，使得渗流出的水能够顺利进入出水收集瓶内，并尽可能减少水分的蒸发损失。出水收集瓶身有水位读数管，能够得到土样的实际渗出水量。进一步的，支架全身由不锈钢材制作，下部的十字支撑起到稳定的作用，竖杆的杆身刻有刻度线，并套有四个滑动固定器，滑动固定器用来固定补水瓶等部分，可以沿着竖杆上下滑动，并能通过滑环的固定螺栓随时固定在竖杆上。通过调节滑环的位置可以设置需要的水头高度。补水瓶等通过旋转固定圈上的收紧螺栓进行固定。通过本专利技术的一种土体渗透系数室内测定装置，当试验开始时，每隔2分钟记录一次出水收集瓶内的水量，直到相邻两次记录的数据大小相等，停止试验，作为一次试验，重复进行三次，取算数平均值作为最终结果。每次试验的计算过程如下：通过试验可得到下列相关数据：T——渗流时间(s)；Q1——在时间T内，水收集瓶中水量稳定时的渗流水量(m3)；Q2——在时间T内，水收集瓶中水量稳定时的补水瓶损失水量(m3)；A——环刀的内横截面积(m2)，可根据采用的环刀的基本参数确定；H1——水位控制瓶内水面所在的水平面在支架竖杆上对应的刻度值。H2——土样盒内最底层的土样底面所在水平面在支架竖杆上对应的刻度值。ΔH——水头高度，即水位控制瓶内水面高度至土样盒内土样底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，包括补水瓶(1)、水位控制瓶(2)、连接管(3)、土样盒(4)、出水收集瓶(5)、支架(6)、土体取样环刀(7)，其特征在于：所述补水瓶(1)瓶身有补水瓶水位读数管(1-4)，水位控制瓶(2)安装在补水瓶(1)下方，水位控制瓶(2)下面与连接管(3)相连，连接管(3)的下部有出水管和连接管出水阀（3-4），连接管(3)下面连接土样盒(4)，土样盒下部连接出水收集瓶(5)，整套装置采用支架(6)支撑。/n

【技术特征摘要】
1.一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，包括补水瓶(1)、水位控制瓶(2)、连接管(3)、土样盒(4)、出水收集瓶(5)、支架(6)、土体取样环刀(7)，其特征在于：所述补水瓶(1)瓶身有补水瓶水位读数管(1-4)，水位控制瓶(2)安装在补水瓶(1)下方，水位控制瓶(2)下面与连接管(3)相连，连接管(3)的下部有出水管和连接管出水阀（3-4），连接管(3)下面连接土样盒(4)，土样盒下部连接出水收集瓶(5)，整套装置采用支架(6)支撑。


2.根据权利要求1所述的一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，其特征在于：所述补水瓶(1)的瓶身有水位读数管，出水管上部有补水瓶出水管阀门(1-5)和水位自动控制装置，下部连接水位控制瓶(2)。


3.根据权利要求2所述的一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，其特征在于：所述水位控制瓶(2)安装在补水瓶(1)下方，顶部的进水口与补水瓶(1)出水管阀门(1-5)相连，进水口内部有与补水瓶(1)的出水管配套的螺纹，水位控制瓶(2)瓶身上部有排气管(2-2)，排气管(2-2)上有阀门，水位控制瓶(2)下部有水位控制瓶出水管(2-5)，水位控制瓶出水管(2-5)上有水位控制瓶出水管阀门(2-4)，水位控制瓶出水管(2-5)管身内部有水位控制瓶出水管螺纹(2-6)，与连接管(3)相连。


4.根据权利要求3所述的一种土体渗透系数室内测定装置及计算方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙铭林，孟灵鑫，陈龙龙，王锋，
申请(专利权)人：孙铭林，
类型：发明
国别省市：浙江;33