一种土料渗透特性现场试验装置及其试验方法。本发明专利技术的外管、内管、花管由外至内同轴设置，外管与内管之间有环空Ⅰ，所述内管与花管之间有环空Ⅱ；内管的管壁上设置有径向通孔Ⅰ；花管的下端是封闭的，花管的管壁上设置有径向通孔Ⅱ；外管、内管的下端管壁为尖劈形；花管的下端由端板封闭；应用试验装置获得土料的渗透系数和破坏水力比降。其有益效果是，试验装置结构设计合理，渗流边界明确，无需现场进行水泥砂浆浇筑，便于操作，缩短试验周期，试验方法能够准确获取土料的渗透系数和破坏水力比降。够准确获取土料的渗透系数和破坏水力比降。够准确获取土料的渗透系数和破坏水力比降。
【技术实现步骤摘要】
土料渗透特性现场试验装置及其试验方法
[0001]本专利技术涉及一种土料特性试验装置，尤其是涉及一种土料渗透特性现场试验装置及其试验方法，属于水利工程建设
技术介绍
[0002]近年来，我国土石坝工程建设快速发展，筑坝土料的渗透系数和破坏水力比降表明了土料的渗透特性，是土石坝渗流分析中的基本计算参数，需在筑坝之前对其进行测定。目前水利工程建设过程中，可通过现场试验对筑坝土料的渗透特性进行研究，《水电水利工程粗粒土试验规程》(DL/T 5356
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2006)等现行的标准规范中规定了现场渗透变形试验的方法，可以得到土料的渗透特性。该方法的缺点有：需要采用水泥砂浆进行浇筑，试验工艺复杂，试验周期较长；受现场条件的限制，难以施加模拟大坝实际运行工况的高水头，可能无法测得土料的破坏水力比降。
技术实现思路
[0003]为了克服现有土料渗透特性试验方法存在的试验工艺复杂，试验周期较长；受现场条件的限制，难以施加模拟大坝实际运行工况的高水头，无法测得土料的破坏水力比降的不足，本专利技术提供一种土料渗透特性现场试验装置及其试验方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土料渗透特性现场试验装置，外管、内管、花管由外至内同轴设置，所述外管与内管之间有环空Ⅰ，所述内管与花管之间有环空Ⅱ；所述内管的管壁上设置有径向通孔Ⅰ；所述花管的下端是封闭的，花管的管壁上设置有径向通孔Ⅱ。
[0005]进一步，所述外管、内管的下端管壁为尖劈形。
[0006]进一步，所述花管的下端由端板封闭。
[0007]进一步，所述外管内径为60cm、高度为100cm，所述内管内径为40cm、高度为100cm。
[0008]进一步，所述外管、内管、花管的材质为不锈钢。
[0009]一种所述土料渗透特性现场试验装置的试验方法，其步骤是：
[0010]S1、在现场试验土料的表面确定一个圆心位置，将内管的轴心对准土料圆心，将内管垂直向下击入土料中，至内管上端面与土料上表面平齐；
[0011]S2、将外管的轴心对准土料圆心，将外管垂直向下击入土料中，至外管上端面与土料上表面平齐；
[0012]S3、在S1确定的土料圆心位置垂直钻孔，孔深为花管的长度，垂直孔的孔径尺寸与花管的外径相同，将花管放置在垂直孔内，花管上端面与土料上表面平齐；
[0013]S4、清除外管与内管之间环空Ⅰ内的土料；
[0014]至此将土料渗透特性现场试验装置安装完毕；
[0015]S5、使用压力体积控制器向花管内注水，注入水通过花管的径向通孔Ⅱ流入花管与内管之间环空Ⅱ的土料中，再通过内管的径向通孔Ⅰ流到内管与外管之间的环空Ⅰ中；
[0016]S6、从小到大逐级提高压力体积控制器施加的水压力，模拟不同的水头高度，在每级水头高度下保持稳定，直至内管的径向通孔Ⅰ出水流量稳定，由压力体积控制器读取该流量，由公式1计算该级水头下土料的渗透系数：
[0017]k＝(Q/2πRL)/(H/D)公式1
[0018]其中：k——待测土料的渗透系数，cm/s；
[0019]Q——压力体积控制器读取的稳定流量，cm3/s；
[0020]R——内管内径，cm；
[0021]L——内管长度，cm；
[0022]H——压力体积控制器施加的水头高度，cm；
[0023]D——内管与花管之间的土料厚度，cm；
[0024]H/D——渗透水力比降；
[0025]S7、当压力体积控制器提高水头到H
p
后，有细颗粒从内管的径向通孔Ⅰ冲出时，表明土料发生了渗透破坏，试验结束，该水头时的渗透水力比降H
p
/D即为破坏水力比降。
[0026]本专利技术的有益效果是，试验装置结构设计合理，渗流边界明确，无需现场进行水泥砂浆浇筑，便于操作，缩短试验周期，试验方法能够准确获取土料的渗透系数和破坏水力比降。
附图说明
[0027]图1是本专利技术土料渗透特性现场试验装置的现场应用示意图。
[0028]图2是本专利技术土料渗透特性现场试验装置的俯视图。
[0029]图中：1.外管，2.内管，3.花管，4.端板，5.径向通孔Ⅰ，6.径向通孔Ⅱ，7.环空Ⅰ，8.环空Ⅱ。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本专利技术不限于所列出的具体实施方式，只要符合本专利技术的精神，都应该包括于本专利技术的保护范围内。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“垂直”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]参见附图1、2。本专利技术一种土料渗透特性现场试验装置，包括外管1、内管2、花管3，外管1、内管2、花管3由外至内同轴设置，所述外管1与内管2之间有环空Ⅰ7，所述内管2与花管3之间有环空Ⅱ8；所述内管2的管壁上设置有径向通孔Ⅰ5；所述花管3的下端是封闭的，花
管3的管壁上设置有径向通孔Ⅱ6。优选的，所述花管3的下端由固定安装的端板4封闭。
[0034]进一步，所述外管1、内管2的下端管壁为尖劈形，便于将外管1、内管2垂直向下插入土料中。
[0035]优选的，所述外管1、内管2、花管3的材质为不锈钢。
[0036]应用所述土料渗透特性现场试验装置的试验方法，其步骤是：
[0037]S1、在现场试验土料的表面确定一个圆心位置，将内管2的轴心对准土料圆心，将内管2垂直向下击入土料中，至内管2上端面与土料上表面平齐；
[0038]S2、将外管1的轴心对准土料圆心，将外管1垂直向下击入土料中，至外管1上端面与土料上表面平齐；
[0039]S3、在S1确定的土料圆心位置垂直钻孔，孔深为花管3的长度，垂直孔的孔径尺寸与花管3的外径相同，将花管3放置在垂直孔内，花管3上端面与土料上表面平齐；
[0040]S4、清除外管1与内管2之间环空Ⅰ7内的土料；
[0041]至此将土料渗透特性现场试验装置安装完毕；
[0042]S5、使用压力体积控制器(图中未示出)向花管3内注水，注入水通过花管3的径向通孔Ⅱ6流入花管3与内管2之间环空Ⅱ8的土料中，再通过内管2的径向通孔Ⅰ5流到内管2与外管1之间的环空Ⅰ7中；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种土料渗透特性现场试验装置，其特征是：外管、内管、花管由外至内同轴设置，所述外管与内管之间有环空Ⅰ，所述内管与花管之间有环空Ⅱ；所述内管的管壁上设置有径向通孔Ⅰ；所述花管的下端是封闭的，花管的管壁上设置有径向通孔Ⅱ。2.根据权利要求1所述土料渗透特性现场试验装置，其特征是：所述外管、内管的下端管壁为尖劈形。3.根据权利要求1所述土料渗透特性现场试验装置，其特征是：所述花管的下端由端板封闭。4.根据权利要求2所述土料渗透特性现场试验装置，其特征是：所述外管内径为60cm、高度为100cm，所述内管内径为40cm、高度为100cm。5.根据权利要求4所述土料渗透特性现场试验装置，其特征是：所述外管、内管、花管的材质为不锈钢。6.一种应用权利要求1所述土料渗透特性现场试验装置的试验方法，其步骤是：S1、在现场试验土料的表面确定一个圆心位置，将内管的轴心对准土料圆心，将内管垂直向下击入土料中，至内管上端面与土料上表面平齐；S2、将外管的轴心对准土料圆心，将外管垂直向下击入土料中，至外管上端面与土料上表面平齐；S3、在S1确定的土料圆心位置垂直钻孔，孔深为花管的长度，垂直孔的孔径尺寸...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈含，王金国，刘盈斐，李其虎，陈辉，张东明，田继雪，邓韶辉，邓刚，苏羽，邵宇，
申请(专利权)人：雅砻江流域水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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