渗透实验装置、方法及渗透系数和流态的评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种渗透实验装置、方法及渗透系数和流态的评估方法，涉及水文地质技术领域，渗透实验装置包括：渗流系统、加压固结系统和智能监测系统，渗流系统用于对土样进行渗流实验；加压固结系统用于对渗流系统中的土样施加向下的压力以使其沉降并固结；智能监测系统用于监测实验过程中土样中不同位置处水的压力变化和位移变化。本发明专利技术还公开了一种渗透实验方法及渗透系数和流态的评估方法，因此，本发明专利技术提供的方案能够实现对固结过程中的土样进行渗透实验且可评估不同固结状态下地下水渗流流态，并计算含水层的渗透系数，提高结果的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
渗透实验装置、方法及渗透系数和流态的评估方法


[0001]本专利技术涉及水文地质
，特别是涉及一种渗透实验装置、方法及渗透系数和流态的评估方法。

技术介绍

[0002]渗透系数被用于反映空隙介质渗透能力，是定量评价地下水流动过程的主要物理参数。渗透系数指单位水力梯度下流体通过空隙介质的流速，与介质的孔隙度密切相关，主要通过室内渗透仪获取，并利用如下求解模型对渗透系数进行求解：
[0003][0004][0005]其中，k
i，j
为i时段选取的压力传感器间样品的渗透系数；A为样品截面积；I
i，j
为样品的水力梯度，Δp
i，j
为样品任意两个压力传感器间的水压差，ρ为水的密度，g为重力加速度，ΔL
i，j
为相应两个压力传感器间的距离。通过实测p
i，j
和Q
i
，带入公式可以获取k
i，j
。
[0006]然而，现有的装置与渗透系数求解模型存在两个假设条件，第一，假设空隙介质的孔隙度是恒定的，未考虑土壤的固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗透实验装置，其特征在于：包括：渗流系统，所述渗流系统用于对土样进行渗流实验；加压固结系统，所述加压固结系统用于对所述渗流系统中的土样施加向下的压力以使其沉降并固结；智能监测系统，所述智能监测系统用于监测实验过程中土样中不同位置处水的压力变化和位移变化。2.根据权利要求1所述的渗透实验装置，其特征在于：所述渗流系统包括样品腔、供水箱、平流泵和流量监测仪，所述样品腔的顶部和底部设置有透水石，两个所述透水石之间设置土样，所述样品腔顶部设置有进水口，底部设置有出水口，所述进水口和所述出水口处均设置有所述流量监测仪，所述平流泵能够通过管路将所述供水箱内的水泵至所述进水口；所述加压固结系统包括伺服压力机与加压活塞，所述加压活塞位于上方的所述透水石上，所述伺服压力机能够驱动所述加压活塞向下压所述透水石；所述智能监测系统包括压力传感器、位移传感器和计算机；所述土样的顶部设置有一个所述压力传感器，所述样品腔的侧壁沿着高度方向依次设置有多个所述压力传感器，所述位移传感器设置于所述加压活塞的顶部并用于监测所述加压活塞的竖向位移，所述压力传感器和所述位移传感器均与所述计算机通信连接。3.根据权利要求2所述的渗透实验装置，其特征在于：所述加压活塞的周向外壁与所述样品腔的内壁紧密接触，所述加压活塞上设有排气口和所述进水口。4.根据权利要求2所述的渗透实验装置，其特征在于：所述样品腔的内侧壁设有滤膜。5.一种渗透实验方法，其特征在于：利用权利要求1～4任意一项所述的渗透实验装置进行实验；包括如下步骤：S1、检查实验装置中的各组件是否能够正常运行；S2、制样，将制好的所述土样放置于渗流系统的样品腔内；S3、预先启动所述加压固结系统对所述土样进行加压排气；S4、在所述智能监测系统的计算机上设定所述加压固结系统各时段的加压应力，并将最终加压应力设为原始地应力，在所述渗流系统的平流泵端口设置土样上端水压，水压等于土样原始状态下的孔隙水压力；S5、设置所述智能监测系统的数据采集周期，运行所述加压固结系统，所述加压固结系统按照S4设置的加压方式下移，同时所述计算机实时记录样品的压力、位移和质量数据；S6、排水固结，当所述智能监测系统监测到土样顶部的应力达到原始地应力、所述平流泵水压达到预设水压，且稳定相当时间后，打开所述样品腔的底端出水口，进行排水固结，同时监测实时压力、位移和出水流量；通过智能监测系统测定不同时刻t
i
不同位置x
j
的压力p
i,j
、位移x
i
和流量Q
i
。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王全荣，乔翔宇，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：