一种测定水泥土渗透系数的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地下工程材料性能测试领域，特别是涉及一种测定水泥土渗透系数的 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 水泥水化产物与土颗粒之间发生的胶结以及离子交换作用使得土颗粒分散程度 降低，孔隙减小，土体的强度和抗渗性能得到大幅提升。因而近年来水泥土搅拌粧被广泛应 用于深基坑止水帷幕，土坝以及防洪堤等防渗工程中。但由于施工方法以及土性的不同，水 泥土的抗渗性能差异较大。由于水泥土的抗渗性能的优劣直接关系到防渗工程的安全施 工，因此测定水泥土的渗透系数是一项不可或缺的工作。
[0003] 经对现有国内水泥土渗透系数测定方法文献的检索，申请人安徽省水利科学研宄 院（专利公开号为CN101603913B)发明了一种利用压力室对试样施加反压来提供水头压力 测定水泥土的渗透系数的装置及方法，但是该装置的加工成本十分昂贵，且该装置一旦加 工完成就只能用于测定某一特定尺寸的水泥土试样的渗透系数，由于水泥土现场取芯试样 的尺寸各异，所以这种装置的通用性不强。
【发明内容】
[0004] 为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种测定水泥土渗透系 数的装置及方法，其操作简单、制作廉价且适用性较强。
[0005] 为达上述及其它目的，本发明提出一种测定水泥土渗透系数的装置，该装置包括 变截面透明有机玻璃管（1)，连接变截面透明有机玻璃管（1)和试样（3)的转换接头（2)， 转换接头（2)的下端套进橡胶膜（4)与试样（3)相连，利用橡胶止水环（8)勒紧转换接头 (2)和橡胶膜（4)之间的缝隙，透水石（5)和（6)装在试样（3)上下端，所述装置放入水槽 (9)中。
[0006] 进一步地，所述变截面透明有机玻璃管（1)采用固定支架（11)固定。
[0007] 进一步地，试样（3)的顶部和底部分别套橡胶止水环（7)，使试样置于密闭环境。
[0008] 进一步地，所述变截面透明有机玻璃管（1)上部细下部粗，且上部带有刻度。
[0009] 进一步地，所述变截面透明有机玻璃管（1)与转换接头（2)之间采用磨砂齿形接 口进行连接。
[0010] 进一步地，所述试样上端的透水石（5)比下端的透水石小。
[0011] 进一步地，所述的水槽（9)的侧壁开有一个小缺口，并设置接水水槽（10)。
[0012] 为达到上述目的，本发明还提供一种测定水泥土渗透系数的方法，包括如下步 骤：
[0013] 步骤一，制作试样，使试样侧壁光滑且上下两个表面水平；
[0014] 步骤二，使试样达到饱和；
[0015] 步骤三，将试样侧壁涂抹薄层凡士林，试样外侧套橡胶膜，试样的顶部和底部分别 套橡胶止水环，使水泥土置于密闭环境，试样顶部装较小透水石，底部放置在较大透水石之 上；
[0016] 步骤四，将转换接头装在上层透水石上，并将其底端套进橡胶膜，利用橡胶止水环 勒紧该转换接头和该橡胶膜之间的缝隙，并将变截面透明有机玻璃管与转换接头组装在一 起；
[0017] 步骤五，将步骤一至步骤四中组装好的装置放入水槽中，并固定在固定支架上，向 水槽中注水，注水水位至开口标高处并放置好接水水槽，向变截面透明有机玻璃管的内部 注水，注水至较细有机玻璃管内的某一水位；
[0018] 步骤六，间隔时间t测读有机玻璃管中的水位，并计算水位差，同时测量水温T ;
[0019] 步骤七，采用理论公式计算渗透系数。
[0020] 进一步地，所述理论公式为：
【主权项】
1. 一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；该装置包括变截面透明有机玻璃管 (1)，连接变截面透明有机玻璃管（1)和试样（3)的转换接头（2)，转换接头（2)的下端套进 橡胶膜（4)与试样（3)相连，利用橡胶止水环（8)勒紧转换接头（2)和橡胶膜（4)之间的 缝隙，透水石（5)和（6)装在试样（3)上下端，所述装置放入水槽巧）中。
2. 如权利要求1所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；所述变截面透 明有机玻璃管（1)采用固定支架（11)固定。
3. 如权利要求2所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于：试样（3)的顶 部和底部分别套橡胶止水环（7)，使试样置于密闭环境。
4. 如权利要求3所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；所述变截面透 明有机玻璃管（1)上部细下部粗，且上部带有刻度。
5. 如权利要求4所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；所述变截面透 明有机玻璃管（1)与转换接头（2)之间采用磨砂齿形接口进行连接。
6. 如权利要求5所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；所述试样上端 的透水石巧）比下端的透水石小。
7. 如权利要求6所述的一种测定水泥±渗透系数的装置，其特征在于；所述的水槽巧） 的侧壁开有一个小缺口，并设置接水水槽（10)。
8. -种测定水泥±渗透系数的方法，包括如下步骤： 步骤一，制作试样，使试样侧壁光滑且上下两个表面水平； 步骤二，使试样达到饱和； 步骤=，将试样侧壁涂抹薄层凡±林，试样外侧套橡胶膜，试样的顶部和底部分别套橡 胶止水环，使水泥±置于密闭环境，试样顶部装较小透水石，底部放置在较大透水石之上； 步骤四，将转换接头装在上层透水石上，并将其底端套进橡胶膜，利用橡胶止水环勒紧 该转换接头和该橡胶膜之间的缝隙，并将变截面透明有机玻璃管与转换接头组装在一起； 步骤五，将步骤一至步骤四中组装好的装置放入水槽中，并固定在固定支架上，向水槽 中注水，注水水位至开口标高处并放置好接水水槽，向变截面透明有机玻璃管的内部注水， 注水至较细有机玻璃管内的某一水位； 步骤六，间隔时间t测读有机玻璃管中的水位，并计算水位差，同时测量水温T; 步骤走，采用理论公式计算渗透系数。
9. 如权利要求8所述的一种测定水泥±渗透系数的方法，其特征在于，所述理论公式 为：
其中，ki为T摄氏度时水泥±试样的渗透系数；a为变截面透明有机玻璃管上部细玻璃 管的内截面积；L为试样的高度屯为开始时水头；h2为结束时水头；A为试样的横截面积； t。和11分别为测读水头的起始和终止时间。
10. 如权利要求8所述的一种测定水泥±渗透系数的方法，其特征在于：步骤二中，将 试样放入真空饱和缸中抽真空饱和若干时间，使试样达到饱和。
【专利摘要】本发明公开了一种测定水泥土渗透系数的装置及方法，该装置包括变截面透明有机玻璃管(1)，连接变截面透明有机玻璃管(1)和试样(3)的转换接头(2)，转换接头(2)的下端套进橡胶膜(4)与试样(3)相连，利用橡胶止水环(8)勒紧转换接头(2)和橡胶膜(4)之间的缝隙，透水石(5)和(6)装在试样(3)上下端，所述装置放入水槽(9)中,本发明操作简单、制作廉价且适用性较强。
【IPC分类】G01N15-08
【公开号】CN104849193
【申请号】CN201510272164
【发明人】孟振, 陈锦剑, 王建华
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月25日