一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球制造技术

本发明专利技术提供了一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球装置和方法，由注气球装置、供气装置组成，注气球装置包括尼龙网、球形支架、碎石、扩径接口、注气管、取气接口和取气管，供气装置包括惰性气体气瓶、稳压阀、稳流阀、U型测压管、流量计和输气管。本发明专利技术为单点测量且无需任何形状因子，只需要测量非饱和土层中目标深度一个点位处的气体压力值、气体浓度值和对应的气体流量值，即可通过简单手算得到非饱和土的气体扩散系数和渗透系数，此外，本发明专利技术没有测量深度的限制，并且尺寸小(注气球直径约2cm)，在土柱、模型槽等室内试验中均有较好适用性。均有较好适用性。均有较好适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球


[0001]本专利技术属于环境岩土
，具体涉及一种预埋式测量现场任意深度处非饱和土的气体渗透系数和扩散系数的注气球装置及方法。

技术介绍

[0002]量化气体在非饱和土体中的运移对环境岩土工程、农学、环境工程以及生态学等领域具有重要的科学研究与工程应用价值。气体在非饱和土中运移的主要机理为对流与扩散，二者分别由气体渗透系数和扩散系数控制。非饱和土体的气体渗透系数与扩散系数受到诸多因素的共同作用，包括但不限于非饱和土孔隙尺寸、孔隙联通度、饱和度、孔隙度等，因此难以通过经验模型准确估算现场非饱和土体的气体渗透系数和扩散系数。目前也有适用于实验室内测量非饱和土体的气体渗透系数和扩散系数装置与方法，但是这些试验的试样尺寸较小，直径通常约50mm，高约50mm。由于现场土体具有高度非均匀性、不同干湿循环历史，因此需要在现场采集大量的原状土样，方能通过实验室内测量装置与方法获得现场土体的扩散系数与渗透系数，如专利CN109883892B《一种非饱和土壤中气体扩散系数测量装置》、CN205157395U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球，其特征在于，包括注气球装置、供气装置：所述的注气球装置包括尼龙网(10)、球形支架(15)、碎石(11)、扩径接口(9)、注气管(8)、取气接口(14)和取气管(13)，其中，注气管(8)一端与扩径接口(9)连接，将扩径接口(9)置于球形支架(15)的球心位置，形成球形空腔小球(12)，腔内填充碎石(11)，用尼龙网(10)覆盖在球形支架(15)的表面，取气接口(14)与取气管(13)的一端连接，取气管(13)的另一端位于球形空腔小球(12)表面1cm处；供气装置包括惰性气体气瓶(1)、稳压阀(4)、稳流阀(5)、U型测压管(6)、流量计(7)和输气管(3)，惰性气体气瓶(1)输出端依次经稳压阀(4)、稳流阀(5)、U型测压管(6)、流量计(7)后连接到输气管(3)的一端，输气管(3)的另一端与注气管(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球，其特征在于：所述的球形空腔小球(12)的球心处于非饱和土层中所需测量点深度处。3.根据权利要求1所述的一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球，其特征在于：所述的注气球装置的球形空腔小球(12)、注气管(8)下半部分、取气管(13)下半部分置于非饱和土层中，注气管(8)上半部分、取气管(13)上半部分、取气接口(14)伸出地表。4.应用于权利要求1
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3任一所述装置的一种预埋式测量土的气体渗透系数和扩散系数的注气球，其特征在于：方法包括以下步骤：第一步，将注气球装置的球形空腔小球(12)预埋入至土层，其球心位于所需测量的非饱和土的深度,或者通过钻孔(孔径略大于球形空腔小球(12))将球形空腔小球(12)的球心安装于所需测量的非饱和土的深度，再将钻孔取出的土体过2mm筛后回填并压实钻孔；第二步，通过输气管(3)将惰性气体气瓶(1)、稳压阀(4)、稳流阀(5)、U型测压管(6)、流量计(7)连接组成供气装置，供气装置的出口端通过输气管(3)连接注气管(8)；第三步，在取气接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红位，王孟奇，冯嵩，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：