多功能渗透变形试验仪制造技术

一种多功能渗透变形试验仪，包括：机架，垂直加载与侧向加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，水头、流量及温度测量系统设置在机架侧边，带溢流管的水头升降装置的出水管和有机玻璃特制的组合式渗流容器的底座上的进水阀相连。其优点是：满足《土工试验仪器通用参数标准》要求，通过研制组合式试验容器筒体，实现测试工况的多功能性、操作的方便性与实用性。将盖重加载与侧压加载融于一体，既能测定无压下的渗流特性参数，又能模拟地下任一点的应力状态下的渗流特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及岩土及尾矿测量装置
，具体的说是一种测定最粒径不大于5毫米土或尾矿在不同边界条件下的渗透系数及渗透变形参数试验仪。
技术介绍
当前国内还没有通过技术鉴定的制式渗透变形试验仪。仅《土工试验规程》(SL237-1999)中给出了粗颗粒土的渗透及渗透变形试验方法与试验装置，各相关科研机构各自制作满足自己特定需求的试验测试模型。这些装置用来测定用细砂与尾矿土的渗透变形参数均存在明显的不足。如体型太大、操作繁琐、可控性差、功能单一不能模拟原位应力边界条等。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种操作方便，可控性好，多功能的能直接测定细砂与尾矿土在一维和二维应力边界条件下的渗透系数与渗透变形参数试验仪。本技术多功能渗透变形试验仪，包括机架，垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边。本技术多功能渗透变形试验仪，包括机架，垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边，带溢流管的水头升降装置的出水管和有机玻璃特制的组合式渗流容器的底座上的进水阀相连。所述的带溢流管的水头升降装置I包括水箱23、水箱23下部的支板两端的孔套在导向钢绳24上，导向钢绳24上下两端和支架26相连，拉伸线索一头和水箱相连，另头绕过定滑轮和定位涡轮15相连，水箱通过管道和渗流容器底座11相连。所述的组合式有机玻璃特制的渗流容器包括导向管6、渗透固结管19或用于二维加载或原状样柔性密封Ktl渗透固结管22、底座11依次密封相连，并用螺杆紧固形成一个整体，上盖5，下固定板14分别置于上下两端，穿过螺杆用螺帽紧固。所述的上盖5上设置有垂直加载控制系统。所述的垂直加载控制系统包括上盖5中心安有活塞套4，活塞套4上端是垂直加载装置3，通过两根螺杆固定在上盖5上，上盖5侧面布有出水的二通阀门，活塞套4的活塞杆上装有垂直位移传感器夹具，导向管6侧面布有二通阀门。所述的渗透固结管19上按一定间距布有三个高精度度差压传感器8、9、10，通过三通接头、阀门及导水管与渗透固结管19或Ktl渗透固结管22和侧压管2相连，差压传感器8、9、10信号线通过米集合与微机相连。所述的侧向加载控制系统是一台全自动精密液压控制器，在加载的同时能记录体变，安装在机架内，通过高压尼龙管与Ktl渗透固结管22压力腔相连。所述的用于二维加载Ktl渗透固结管22内壁呈向外凹的弧形，内壁套有带咀筒状乳胶，膜咀上套有尼龙管用O形圈与Ktl渗透固结管22密封连接，与膜咀呈90度角布有二个二通阀门，一个与液压控制器相连，一个与Ktl渗透固结管22压力腔容积调节管相连，其它组件与渗透固结管19 一致。所述的底座11包括直管和整体漏斗，整体漏斗上端放置不锈钢下透水板，整体漏斗的进口设有环形滤气透水网12，直管和整体漏斗间通过O形圈密封，底座11布有两二通阀门，一个进水，一个排气。所述的流量及温度测量系统包括流量测量管21进水口与渗流容器出水口用管道相连并应水平，下端布有温度传感器和流量传感器16，传感器信号线通过采集合与微机相连。上盖5、下固定板14可分别单独拆装，下固定板14上布有排水排砂的二通阀门。侧压管2、用有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边，水头传感器安装在渗透固结管19和Ktl渗透固结管22，工作台上设有渗流容器垂直支座与水平支撑架13，四脚设有调平螺丝。以上结构之间用高压尼管连接，所有传感器与8通道采集盒相连，采集盒和计算机之间通过通信电缆相连。本技术多功能渗透变形试验仪测试步骤如下(I)、多功能渗透变形试验仪检校①按试验要求组装好多功能渗透变形试验仪全部组件，升高水箱，打开底座上的进水阀，让渗流容器内充满水，排除管路中的全部气体后关闭除底座上的进水阀以外的全部阀门，将水头升高到最大水头，系统不漏水即可；②关闭阀底座上的进水阀，利用侧压管标定侧压水头传感器，差压传感器10标定为绝对水头高度，单位厘米水柱高度，下游的差压传感器8、9分别标定为相邻两点的水头差，单位毫米水柱高度，流量传感器标定为亳升，温度标定为摄氏度，测定垂直加载装置3气压活塞的气压与出力之间的关系。( 2 )、垂直渗流方式渗透及渗透变形指标的测定①打开渗流容器上盖，调整水箱高度，让水面与渗流容器下透水板平齐，在下透水板上放上一块5mm厚透水石，垂向从下往上渗流，或用透水网，从上往下渗流，透水板与透水网孔径一致3_，在渗透固结管内壁涂层真空硅脂，按预定的密度称取砂样，加入1%的水拌匀在渗透固结管内分层击实制成，试样与渗透固结管上端面平齐；②不需施加垂直荷载时，依次放入用透水石制作的内径比试样直径小2_3mm的环状透水板，内径与试样直径一致的导向环，十字形加载板，需施加垂直荷载时，放入第一个导向环，在导向环内放一层渗透系数比试样大10倍以上的中粗砂抹平，再放入第二个导向环，在导向环内放入上渗水传压板。③盖上上盖锁紧，不需施加垂直荷载时，通过调压阀给十字形加载板施加100-200kpa压力后，封闭气缸，关闭气源，其目的防止试样沿渗透固结管滑动。需施加垂直荷载时，安装位移传感器，直接通过调压阀给试样施加设定的垂直荷载，记录垂直位移；④关闭渗流容器三个测压咀处三通阀门，关闭底座上进水阀，将抽气机接在导向管二通阀上进行抽气，当渗流容器内接近负一个大气压时，将供水瓶与上盖溢水阀相连，对试样进行滴水饱和，当水面到达传压板时停止抽气，卸除抽气管与供水管，保持上盖阀门接通大气，升高供水箱水位与上盖阀门平齐，打开进水阀，调节渗流容器三个测压咀处三通阀门排除测压管路中气体并与渗流容器相通，直到三根侧压管水头与上盖阀门中心平齐；⑤当垂直由下向上渗流时，将上盖阀门与流量管相连，加第一级水头1cm，然后按O. 05,0. 1,0. 15,0. 2,0. 3,0. 4,0. 6,0. 8,1. 0,1. 5,2. O…等坡降递增，在接近临界坡降时，渗透坡降递增值适当减小，自动采集记录程序设置成每20分钟记录一次测压管水头差、流量及温度值，当采用垂直由上向下渗流时，需在试样装入前将透固结管19旋转180度组装，进出水口互换，并调整流量管进水口与渗流容器出水口高度一致，其它与由下向上渗流时相同；⑥当电脑记录的每级水头施加I小时后，连续3到4次之间流量差相近即可加下一级水头，在电脑自动记录的同时，也可人工测记测压管读数，并透过玻璃筒观察试验现象，如水的浑浊程度、冒气泡、细颗粒跳动、移动或被水带出等现象，并加以描述记录；⑦当水头不能再增加时，即可结束试验；⑧当需要进行二维加载或采用原状土试样进行试验时，用Ktl渗透固结管22替代透固结管19，利用侧压腔对试样进行柔性密封或者二维加载，其它测试过程与垂直由下向上渗流方式或垂直由 上向下渗流相同。 ( 3 )、水平渗流方式渗透变形指标的测定①打开渗流容器上盖，调整水箱高度，让水面与渗流容器下透水板平齐，在下透水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能渗透变形试验仪，包括：机架，其特征在于：还有垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置于机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边。

【技术特征摘要】
1.一种多功能渗透变形试验仪，包括机架，其特征在于还有垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置于机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边。2.根椐权利要求1所述的一种多功能渗透变形试验仪，其特征在于包括机架，垂直加载加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置于机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边，带溢流管的水头升降装置的出水管和有机玻璃特制的组合式渗流容器的底座上的进水阀相连。3.根椐权利要求2所述的一种多功能渗透变形试验仪，其特征在于所述的带溢流管的水头升降装置(I)包括水箱(23)、水箱(23)下部的支板两端的孔套在导向钢绳(24)上，导向钢绳(24)上下两端和支架(26)相连，拉伸线索一头和水箱相连，另头绕过定滑轮和定位涡轮(15)相连，水箱通过管道和底座的进水阀相连。4.根椐权利要求2所述的一种多功能渗透变形试验仪，其特征在于所述的组合式有机玻璃特制的渗流容器包括导向管(6)、渗透固结管(19)或Ktl渗透固结管(22)、底座(11)依次密封相连，并用螺杆紧固形成一个整体，上盖(5)，下固定板(14)分别置于上下两端，穿过螺杆用螺帽紧固；所述的渗透固结管(19)上按一定间距布有三个高度差压传感器(8)、(9)、(10)，通过三通接头、阀门及导水管与渗透固结管(19)和侧压管(2)相连，差压传感器(8)、(9)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈定安，胡纯清，万凯军，徐牧明，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：