一种土工渗透试验设备的制作方法

1.本实用新型涉及土木勘探技术领域，具体涉及一种土工渗透试验设备。


背景技术：

2.土工渗透试验是建筑和勘探过程中非常重要的环节，主要是测试自然地貌渗透水的能力，可以测定出包气带非饱和松散岩层的渗透系数，以确定地形内部的结构。精准的土工渗透试验让施工过程可以推算出不同地形的内部结构，以保证施工过程更安全。现有的土工渗透试验用的设备常常需要携带体积较大的供水瓶，并通过倒出供水瓶中的水进行渗透试验，但大部分进行土工渗透试验的地形都比较原始，路况复杂，行程通常较远，而这种设备结构脆弱，携带不便，会耗费大量人力物力，且通过重力控制供水，其测量结果往往存在误差，因此研发一种不宜损坏，测量精度更高的设备是很有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型所解决的是土工渗透试验设备携带不便，测量精度不足的问题，提出了一种土工渗透试验设备，省去了脆弱且不易携带的供水瓶等结构，且提高了土工渗透试验的测量精度。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种土工渗透试验设备，包括渗透套环和注水设备，所述注水设备设置在所述渗透套环外侧，所述渗透套环包括内环和外环，所述内环和外环上都设有透明刻度尺，所述渗透套环的底部还设有活动底座。
6.其中，所述土工渗透装置只需要所述渗透套环和注水设备即可完成试验，所述注水设备可以更精准有效地控制试验过程中的出水水量和出水速度，提高测量过程中的精准度，所述渗透套环分为内环和外环，可以同时在单环渗透试验和双环渗透试验中使用；
7.所述内环和外环上都设有用于读数的透明刻度尺，所述刻度尺的底部处于所述活动底座上端，当所述注水设备开始向所述渗透套环内注水时，所述滑动底座固定在所述渗透套环底部，当所述渗透套环内的液体达到开始试验时的水深时，控制并减缓注水速度，限定流速，此时抽去所述活动底座，使得所述渗透套环内的液体与地面接触，开始渗透试验。
8.如果所述渗透套环上端设置供水瓶，则在液体与地面接触之后就会开始渗透，且由于供水较高，液体落下会与沙土产生碰撞，或者产生溅射，此时会产生额外的水量消耗，则测算出的供水量略大于实际的渗透水量，而采用本设备进行测试是，先将供水积累到开始试验的水深，并平滑接触，可以减少不必要的供水损失，精确度更高；
9.且此设备所需的结构更小，除去了易碎的供水瓶，更方便携带和安装，且设备坚固耐用，重心低，安装更稳定，不宜产生倾斜或倒塌，试验效果更好。
10.优选的，所述外环上开有与内环上的透明刻度尺对应窗口，该窗口内设置有内环上的透明刻度尺对应透明板，这种设计在双环法的观察过程中，可以同时观察内环和外环上的水深刻度。
11.优选的，所述内环上端还设有定位件，所述定位件可拆卸地连接于所述内环和外环之间，使得内环和外环在进行安装和定位时更精准，也可以防止内环和外环在试验过程中产生相对位移和偏移。
12.优选的，所述渗透套环的底部还设有用于插入地面的梳齿，所述梳齿可以使得固定在地面上的所述渗透套环更稳定。
13.进一步的，所述渗透套环的内侧设有用于防止液体外泄的密封层。
14.进一步的，所述渗透套环底部设有适配所述活动底座的开口，所述活动底座上还设有用于拉出该活动底座的辅助拉环。
15.优选的，所述渗透套环的上端还设有覆盖渗透套环上端开口的密封盖，该密封盖上设有多个通气孔洞。
16.进一步的，所述注水设备包括流量控制组件和贯穿于所述流量控制组件上的注水管。
17.其中，所述注水管设有两个出水口，分别垂直设于所述内环和外环的上端；
18.所述流量控制组件包括限流装置、电源和流量表，所述限流装置套接在所述注水管上，所述电源连接于该限流装置下端，所述流量表设于所述限流装置上端。
19.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
20.1、使用渗透套环上的透明刻度尺以及注水设备进行水量测量，用水量数据计算更快更详细；
21.2、免去了供水瓶和用于固定供水瓶的架子，更便于携带和安装；
22.3、采用定量定速的注水方式，测量的水量耗费更少，测量精度更高；
23.4、整体重心较低，稳定性更高，不易产生倾斜，更适用于长时间的试验。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
25.图1为本实用新型的整体爆炸图；
26.图2为本实用新型的正视剖面图；
27.图3为本实用新型的俯视剖面图；
28.图4为本实用新型实施例1中所述注水设备的详细结构图；
29.图5为本实用新型实施例2中所述注水设备的详细结构图；
30.附图中标记及对应的零部件名称：
31.1-渗透套环；11-外环；12-内环；13-透明刻度尺；14-透明板；15-定位件；16-密封层； 2-活动底座；21-辅助拉环；3-梳齿；4-密封盖；41-通气孔洞；5-注水设备；51-注水管；52-流量控制组件；521-限流装置；522-电源；523-流量表。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
33.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
34.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
35.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。
36.实施例1
37.一种土工渗透试验设备，包括渗透套环1和注水设备5，所述注水设备5设置在所述渗透套环1外侧，所述渗透套环1包括内环12和外环11，所述内环12和外环11上都设有透明刻度尺13，所述渗透套环1的底部还设有活动底座2。
38.设置了内环12和外环11的实施例为双环法，主要用于粘性土地区的渗透试验。
39.其中，所述渗透套环1为环状的结构，将所述渗透套环1固定在式样地形上之后，用于容纳试验用水，该渗透套环1的材质为硬质金属，例如不锈钢、硬质塑料等，使用不休钢材质稳定性更高，且可以长时间使用，不宜变形生锈，但重量较重，长时间携带比较费力，适用于行程较短且多次使用的情况，例如城区周围待开发地面或者地貌复杂的地区；
40.而使用硬质塑料的话，重量轻了很多，但在长期使用和移动中，会产生磨损、破裂、变形等问题，因此适用于较偏远且试验次数有限，试验时间不长的地区；
41.所述注水设备5用于控制进入所述渗透套环1内的供水量和供水速度，同时还可以监测并记录流出的水量；
42.所述透明刻度尺13可以为亚克力材料或者玻璃，在实际使用过程中，大部分实施例采用亚克力材料，但长时间使用会产生磨损和刻度不清楚的情况，但不容易破碎损坏，因此多与不锈钢材质的渗透套环1搭配使用；而玻璃制的透明刻度尺13容易碎裂，但透视效果好，度数更方便，常与硬质塑料材质的渗透套环1搭配使用；
43.在使用过程中，先在地面上挖处一处较为平整的小坑，以排除地面上的植被或石头对试验造成影响，随后将所述渗透套环1的外环11安装在坑内，随后将所述注水设备5抵接并固定在所述外环11的一侧，将所述内环12安装在外环11内部，并尽量处于中央位置，确保所述注水设备5对准了所述内环12和外环11内部空间后，即可开始试验，打开注水设备5进行注水，此时所述活动底座2处于封闭状态，直到注水达到试验开始所需的水深，通常为 0.1-0.2m，随后撤去所述活动底座2，使得水体与地面接触，开始渗透试验，此时控制并减缓注水速度，限定流速，并记录不同时段所述渗透套环1上的读数和所述注水设备5上的数据，计算完毕后即可完成试验。
44.在包括此实施例的大部分实施例中，为了使得度数进行时更方便，所述外环11上开有与内环12上的透明刻度尺13对应窗口，该窗口内设置有内环12上的透明刻度尺13对应透明板14，使得观察者可以同时读取内环12和外环11上的刻度数据。
45.在使用双环法的实施例中，为了使得内环12和外环11的连接更稳定，防止试验过程中产生相对位移或倾斜，所述内环12上端设置了定位件15，所述定位件15可拆卸地连接于所述内环12和外环11之间，使得内环12和外环11可以固定在一起，让试验过程更稳定，适用于需要长时间测试的情况。
46.进一步的，在大部分实施例中，由于试验所在的地形多为自然地貌，地形松散不平，所述渗透套环1很容易产生偏移和倾斜，大大影响试验结果，因此所述渗透套环1的底部还设有用于插入地面的梳齿3，在安装所述外环11和内环12时将所述梳齿3插入地面，当所述梳齿3完全插入后，即可保持所述外环11和外环11的平衡和稳定。
47.在某些实施例中，发明人发现所述渗透套环1与所述活动底座2之间存在一定的间隙，在试验前期进行注水时，所述渗透套环1底部的水压慢慢增大，水体可能从侧面流出测验区域，使得用水量结果偏高，故在所述渗透套环1的内侧设有用于防止液体外泄的密封层16，以防止水体的意外流失，确保试验数据的准确性，此处密封层16的材质可以是弹性硅胶、软质塑料或是其他防水材料。
48.进一步的，所述渗透套1环底部设有适配所述活动底座2的开口，所述活动底座2上还设有用于拉出该活动底座2的辅助拉环21，该辅助拉环21直接连接在所述活动底座2的一侧，既可以直接用手将其拉出，还可以使用棍状物连接在拉环上进行拉动。
49.在某些地形环境比较特殊的情况下，例如空气中存在雾气、雾霾，污染物或其他情况时，长时间暴露在外的试验用水与空气中的其他物质接触，会影响到渗透效果，故在这些实施例中，所述渗透套环1的上端还设有覆盖渗透套环1上端开口的密封盖4，用于将所述渗透套环1内的水体与外界环境隔绝，但在实际使用过程中，发明人发现密封情况下的渗透套环1 内的压力会随着供水量的不同而产生改变，从而影响试验效果，因此为了保证所述渗透套环 1内外的压力平衡，在该密封盖4上设有多个通气孔洞41。
50.进一步的，在包括此实施例在内的大部分实施例中，所述注水设备5包括流量控制组件 52和贯穿于所述流量控制组件52上的注水管51；所述注水管51设有两个出水口，分别垂直设于所述内环12和外环11的上端；所述流量控制组件52包括限流装置521、电源522和流量表523，所述限流装置521套接在所述注水管51上，所述电源522连接于该限流装置521 下端，所述流量表523设于所述限流装置521上端。
51.其中，所述注水管51的进水口与水源连接，用于吸入水源，该注水管51在进入所述流量控制组件52内后，穿过所述限流装置521，再从另一端引出，并分为两段，分别连接于所述内环12和外环11上端的位置，用于注水，在所述限流装置521的下端连接有用于供电的电源522，小型限流装置521的耗电量极小，因此更换一次电池可以使用很长时间，所述限流装置521上端还连接有用于显示流速和流量的流量表523，使得数据记录更方便。
52.实施例2
53.一种土工渗透试验设备，包括渗透套环1和注水设备5，所述注水设备5设置在所述渗透套环1外侧，所述渗透套环1上设有透明刻度尺13，所述渗透套环1的底部还设有活动底座2。
54.设置了一个渗透套环1的实施例为单环法，主要用于砂土及粉土地区的渗透试验。
55.与实施例1类似的，也是先在地面上挖处一处较为平整的小坑，随后将渗透套环1安装在坑内，随后将所述注水设备5抵接并固定在所述渗透套环1的一侧，确保所述注水设备5 对准了所述内环12和渗透套环1内部空间后，即可开始试验，打开注水设备5进行注水，此时所述活动底座2处于封闭状态，直到注水达到试验开始所需的水深，通常为0.1-0.2m，随后撤去所述活动底座2，使得水体与地面接触，开始渗透试验，此时控制并减缓注水速度，限定流速，并记录不同时段所述渗透套环1上的读数和所述注水设备5上的数据，计算完毕后即可完成试验。
56.与实施例1不同的，此处的渗透套环1只有一个，即为所述外环11，所需要记录的数据也只有一个环内的数据，计算量更小，而此渗透环由于只需要一个渗透套环1，且也不需要设置所述透明板14和定位件15，节省了材料，安装更便捷。
57.为了节约水源和人力物力，此实施例中的渗透套环1尺寸相比实施例1中的外环11更小，但为了保证试验的准确性，一般不小于实施例1中内环12的尺寸。
58.同时，所述渗透套环1的底部还是设有用于插入地面的梳齿3，使得固定在地面上的所述渗透套环1更稳定。
59.在包括此实施例在内的大多数实施例中，出于与上述实施例1中相同的原因，所述渗透套环1的内侧设有用于防止液体外泄的密封层16；所述渗透套环1环底部设有适配所述活动底座2的开口，所述活动底座2上还设有用于拉出该活动底座2的辅助拉环21；所述渗透套环1的上端还设有覆盖渗透套环1上端开口的密封盖4，该密封盖4上设有多个通气孔洞41，此处各个结构的相应效果与实施例1中所提到的一致。
60.在此实施例中，所述注水设备5的结构与实施例的不同之处，主要在所述注水管51，实施例1中的注水管51中有两条出水通道，而此实施例中只有一条出水通道，所需记录的数据也只有一组，因此数据的记录和计算过程更少，安装和使用的步骤也更便捷一些。
61.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。