一种可以直接和间接测量软粘土水平渗透系数的试验装置的制作方法

本实用新型用于土木工程技术领域，尤其涉及一种可以直接和间接测量软粘土水平渗透系数的试验装置。

背景技术：

岩土工程中的土体不是指一般土的组合体，而指与工程地基，建筑稳定相关的土层。土体由土颗粒、孔隙水、孔隙气组成，其中软粘土是粘粒含量较多，塑性指数Ip一般大于17的粘性土。软黏土地基沉降的计算和预测一直是岩土工程等领域最为重要的研究课题之一。软黏土渗透系数各向异性的大小会直接影响到软黏土地基的固结度和工后沉降计算，对其进行研究对软黏土地基上的工程建设和运营安全具有指导意义。而软黏土的渗透系数各向异性对固结度有比较显著的影响，在研究黏土的固结过程中考虑渗透系数各向异性特性是十分必要的。传统水平渗透性能测试装置无法比较准确地模拟地基土体的实际工况，且调节精度较低、使用稳定性较差、测量误差过大，而且目前关于不同软黏土初始和一维变形诱发的渗透系数各向异性的大小及其影响因素还不十分明确，大多数情况下只是估计或简单测量渗透系数各向异性的初始大小，而且没有考虑其随一维变形的发展。研究和明确不同软黏土初始和一维变形诱发的渗透系数各向异性的大小及其影响因素，有助于准确预测软黏土地基上所建工程的工后沉降和不均匀沉降。

技术实现要素：

因此本实用新型的目的是提供一种可以在不同水力梯度、不同变形条件、不同固结压力的情况下研究地基土体的渗透特性的试验装置。为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种可以直接和间接测量软粘土水平渗透系数的试验装置，包括外壳，所述的外壳包括侧壁和置于侧壁底部的底板，外壳置于承台上，其特征在于，在底板的周边开设有沟槽，在沟槽上放置有下部开口的渗透塑料筒体，在渗透塑料筒体顶部固定有开设了槽体的顶板，在渗透塑料筒体的上部放置有多孔渗透金属板；在底板上开设有通孔，通孔与顶板的槽体上下相对应且尺寸相匹配，在通孔的内壁固定有渗透陶瓷壁，渗透陶瓷壁的上部伸进所述的顶板槽体内；多孔渗透金属板和渗透塑料筒体分别通过O形环与侧壁密封连接，渗透陶瓷壁与顶板槽体内表面也通过O形环密封连接，槽体和沟槽使得顶板和渗透塑料筒体能够在竖直方向上移动，并且在顶板与底板之间形成圆柱型渗透腔室；在承台上开设有用以连接引流管的通孔；在多孔渗透金属板上放置有活塞，活塞上放置有荷载，在活塞上开设有用以穿过进水管的通孔，进水管的下端固定在多孔渗透金属板上。

相对于现有技术，本实用新型的试验装置兼容渗透和渗压功能，也兼具直接测量水平渗透系数与间接测量水平渗透系数的功能，因此可以直接取土样在不同变形条件下与在不同固结压力下测量水平渗透系数。可以通过液压控制装置调节渗透压，进行类似常水头或者变水头的渗透实验，通过处理器控制调节渗透压力进行不同水力梯度下的水平方向排水的渗透实验。同时可以得到较为精确的测量水平渗透系数，可以准确测量渗透水量直接计算渗透系数，可以准确控制固结压力，计算固结系数间接测出土体的渗透系数。

附图说明

图1本实用新型的测量软粘土水平渗透系数的试验装置的结构示意图。

图2本实用新型的测量软粘土水平渗透系数的外观示意图。

在附图中：

1—外壳，2—进水管，3—传力杆，4—气压加载单元，5—承台，6—荷载，7—活塞，8—顶板，9—底板，10—进气口，11—侧壁，12—多孔渗透金属板，13—圆柱型渗透腔室，14—O形环，15—出气口，16—引流管，17—渗透陶瓷壁，18—渗透塑料筒体，19—排水通道，20—槽体，21—沟槽，22—O形环，23—O形环

具体实施方式

下面将参考附图并结合实例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型的试验装置，包括外壳1，外壳1包括侧壁11，外壳1底部设置有承台5，所述承台5与试验装置主体通过气压加载单元4与传力杆3相连，所述外壳1上部设置有活塞7，所述活塞7中设置进水管2，所述进水管2另一端连接多孔渗透金属板12，所述多孔渗透金属板12下部设置渗透塑料筒体18，所述渗透塑料筒体18为底部开孔空心圆柱型筒体，所述渗透塑料筒体的上部设置顶板8，其内部构成圆柱型渗透腔室13，所述渗透腔室13下方设置有底板9，所述底板9中设置有进气口10与出气口15。所述多孔渗透金属板12与渗透塑料筒体18与侧壁11通过分别用O型环14和23密封相连，所述O型环14可以允许与其连接的构件在固结压力的作用下产生向下的位移，并在滑动过程中不会漏水。在底板9的上表面的外周边开设有用于容纳渗透塑料筒体18在一定范围内上下移动的沟槽21。在底板9开设有通孔，在顶板8的中下部开设有与底边9上开设的通孔的尺寸相匹配的槽体20，由槽体20、渗透腔室13中部空间和底边9上的通孔形成排水通道19，在排水通道19内部设置有渗透陶瓷壁17，所述渗透陶瓷壁17通过O型环22与顶板槽体20壁密封连接，所述O型环22可以允许与其连接的构件在固结压力的作用下产生向下的位移，并在滑动过程中不会漏水。槽体20和沟槽21的设置，是为了给予顶板8以及渗透塑料筒体18竖直方向活动的空间。所述排水通道19通过引流管16向外排水，打开引流管16与进水管2可以用来进行水平向排水检测，打开进水管2并打开引流管16，利用气压加载单元4调节活塞7上荷载大小和速率以改变变形条件和固结压力可以用来进行间接的水平向排水检测。

实验时，将土体土样放置圆柱形渗透腔室13中，对土样进行水平向渗透系数的直接计算时，调节水力梯度，对土样进行水平渗透实验，打开进水管的阀门(未画出)，开启进水管2与引流管16的阀门(未画出)，打开进气口10与出气口15，按照一定水力梯度与速率向渗透腔室内土样注水，以便形成渗透，通过对渗透出液体流量的记录，利用计算机(未画出)计算即可直接得出土样水平渗透系数的数据；对土样进行水平向渗透系数的间接计算时，打开进水管2的阀门(未画出)，开启进水管2与引流管16，打开进气口10与出气口15，操作气压加载单元4通过活塞7对渗透腔室13施加荷载6，以改变固结压力与变形条件，土样渗透的水同样进入引流管排出，通过对渗透出液体流量的记录，利用处理器计算出土样固结系数间接得出土样水平渗透系数。

以上通过实例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认定用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。