专利名称：：一种自循环测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及的是一种自循环测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，属于测量仪器
技术领域：
。
背景技术：
：渗透系数作为渗透性能的一项重要的参考性能指标,它包含了水平渗透系数和垂直渗透系数。目前，由于土工织物具有较强的抗拉强度，能够有效防止渗透和渗流溢出区的渗透变形，渗透系数能够较好地控制而被作为反滤材料和隔水材料在不同的工程中得到广泛的应用。但在具体的工程应用，针刺无纺土工织物需要承受上覆岩土的压力，其厚度会发生很大的变化，孔径和渗透系数也会随着发生很大变化，并且当土工织物厚度较厚，截面积较大时，将不可忽略水平渗透的影响，因此必须对该织物在有压条件下的垂直和水平渗透系数进行测定，以适应工程建设需要。目前测量土工试样的垂直渗透系数和水平渗透系数的仪器还存在一定的缺陷其一，测定土工试样水平渗透系数时，市场上还没有专门测试的仪器，已有的简易仪器，存在法向施压不均匀，边界由于受到压紧，处于边界部分的土工试样压力会大于中间部分受到的压力；另外由于土工试样受到的压力是通过硬板等间接传递，导致受力有所折减，不能显示土工试样受到的实际压力，综合看来目前技术难以做到对土工试样精准、快速、均匀的法向施压。其二，测量土工试样垂直渗透系数时，现有技术如硬壁渗透仪，存在试样侧壁渗漏以及试样饱和速度慢的问题，导致精度不高，试验时间过长的问题。其三，目前的测量仪器中，还没有实现一套装置能测量土工织物的垂直渗透系数和水平渗透系数，只能设计两套装置分开测量，耗时又麻烦。在水利部的《土工合成材料测试规程》(SL/T235-1999)中分别用3套装置测量土工布的竖直、水平渗透系数和土工膜的渗透系数，却没有一组统一装置来同时测量以上三组系数，且存在侧壁渗漏和难以保证气密性的缺陷。
发明内容本实用新型的目的就是针对上述空白和缺陷，解决测量水平渗透系数时，不能精准、快速、均匀地施加法向压力的问题，解决测量垂直渗透系数时，侧壁渗漏以及试样饱和速度慢的问题，提供一种精确、高效、实用、简洁的自循环测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪。测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪具有恒压水箱，在恒压水箱内设有溢流板、稳水板，稳水板侧向开有稳水孔，溢流板和稳水板将恒压水箱内划分为溢流区、进水区和稳水区，恒压水箱的稳水区下部侧面经供水阀、供水管与上压力室相连通，溢流区底部与回水管相连通，进水区底部与进水管相连通，稳水区底部经供水阀与供水管一端相连通，回水管下端接入蓄水箱内，进水管下端与蓄水箱内的水泵连接，上压力室顶部设有气压表和放气孔，侧面设有打气装置，上压力室经装配构件与下压力室相连通，供水管另一端与装配构件相连通，装配构件经出水管、测量阀与量筒相连通，下压力室上部设有排气泡孔，下压力室下部经出水管、测量阀与量筒相连通，U型差压计与装配构件的上侧、下侧、左侧、右侧相连通。当测量垂直渗透系数时，所述的装配构件由防渗膜、硅胶片组成。当测量水平渗透系数时，所述的装配构件由硅胶片、两端带有V型槽板和受压塑料薄膜组成。两端带有v型槽板具有平板，平板的两端设有两端封闭的v型槽，一端v型槽设有供水管，另一端v型槽设有出水管，平板的四周设有固定孔。本实用新型与现有技术相比具有的有益效果①薄膜的巧妙利用测量水平渗透系数时，土工试样上部设置受压塑料薄膜，由于薄膜柔软，厚度薄，因此不受边界压紧而导致不均匀性的影响，且能快速、精准地传递法向压力给试样，气密性好，且通过气压方式加压，压强满足《土工合成材料测试规程》(SL/T235-1999)中要求的法向压强10250kPa;测量垂直渗透系数时，土工试样四周紧贴防渗膜，防止发生侧壁渗漏，避免侧壁渗漏对垂直下渗的影响。②测量水平渗透系数时，土工试样置于两端带有V型槽板上，使得水流从V型槽均匀的向土工试样渗流，最后渗出水流入右端的V型槽，即可做到水流均匀的通过土工试样的截面。③测量垂直渗透系数时，通过设置硅胶片可减少螺母拧紧造成的边界效应。螺母通过硅胶片固定土工试样，而不是直接压紧土工试样，另外螺母拧紧处距离土工试样有一定的距离，减少应力集中对边缘的影响。④一套仪器实现对垂直和水平渗透系数的测量；测量垂直渗透系数时，由于可以实现气压加压的方式，可提供较大的压力，压力值通过压力表显示，这样试样饱和速度快，试验时间縮短，试验精度高；测量水平渗透系数时，试样紧贴于V型槽、硅胶片和薄膜间，V型槽保证水流水平均匀地渗透，防渗膜避免试样侧向渗漏，通过简单的拆装即可实现对垂直和水平渗透系数的测量，整套仪器，简洁、高效、实用，且便于操作。图1是自循环测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪结构示意图2是本实用新型的上压力室17和下压力室22的俯视图3是本实用新型的两端带有V型槽的有机玻璃板30的俯视图4是本实用新型的硅胶片33俯视图5是本实用新型的受压塑料薄膜32俯视图6是本实用新型的防渗膜31俯视图中蓄水箱l、水泵2、回水管3、输水管4、供水阀5、溢流板6、溢流区7、进水区8、稳水板9、恒压水箱IO、稳水区ll、供水阀12、供水管B、打气装置14、供水管15、排气泡孔16、上压力室17、气压表18、装配构件19、放气孔20、测压孔21、下压力室22、U型差压计23、出流管24、测量阀25、出流管26、测量阀27、量筒28、量筒29、两端带有V型槽面板30、防渗膜31、受压塑料薄膜32、硅胶片33。具体实施方式如图所示，测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪具有恒压水箱10，在恒压水箱10内设有溢流板6、稳水板9，稳水板9侧向开有稳水孔，溢流板6和稳水板9将恒压水箱10内划分为溢流区7、进水区8和稳水区ll，恒压水箱10的稳水区11下部侧面经供水阀12、供水管15与上压力室17相连通，溢流区7底部与回水管3相连通，进水区8底部与进水管4相连通，稳水区11底部经供水阀5与供水管13—端相连通，回水管3下端接入蓄水箱1内，进水管4下端与蓄水箱1内的水泵2连接，上压力室17顶部设有气压表18和放气孔20,侧面设有打气装置14，上压力室17经装配构件19与下压力室22相连通，供水管13另一端与装配构件19相连通，装配构件19经出水管26、测量阀27与量筒29相连通，下压力室22上部设有排气泡孔16，下压力室22下部经出水管24、测量阀25与量筒28相连通，U型差压计与装配构件19的上侧、下侧、左侧、右侧相连通。当测量垂直渗透系数时，所述的装配构件19由防渗膜31、硅胶片33组成。当测量水平渗透系数时，所述的装配构件19由硅胶片33、两端带有V型槽板30和受压塑料薄膜32组成。两端带有V型槽板30具有平板，平板的两端设有两端封闭的V型槽，一端V型槽设有供水管，另一端V型槽设有出水管，平板的四周设有固定孔。本实用新型的工作过程如下(1)当测定土工织物垂直渗透系数时，装配构件19由防渗膜31、硅胶片33组成，土工试样置于下压力室22顶部，土工试样上下两面都加上硅胶片33，防渗膜31经过折叠紧贴土工试样的侧壁，用螺母拧紧上压力室17和下压力室22，保证密封，关闭供水阀5、供水阔12、测量阀25、放气孔20、排气泡孔16，启动蓄水箱1内水泵2，蓄水箱1内蓄水经输水管4进入恒压水箱10内，恒压水箱10内水位提高，当水位高于恒压水箱10内溢流板6顶部，多余水量经由回水管3流回蓄水箱1内，此时恒压水箱10内形成一恒压水头，开启供水阀12从供水管15中排入上压力室17中一定水量，只要浸泡住土工布即可，并使得下压力室22浸满水，关闭供水阀12，停止供水，通过打气装置14给上压力室17加压，压力值通过压力表18显示，通过对土工试样加上较大压力可以加快土工试样的饱和速度，稳定一段时间，达到饱和要求后，开启供水阀12、放气孔20，连接好测压计，等到水满到上压力室17顶部，排走气泡后，关闭放气孔20，开启测量阀27、排气泡孔16，排走气泡，通过U型差压计测定土工试样上下两侧的水头值，等水头稳定后，即可测定一定时间内的量筒28内的渗流量，测量多组数据完毕后，关闭测量阀25，并关上水泵电源。(2)当测定土工织物水平渗透系数时，装配构件由两端带有V型槽板30、受压塑料薄膜32、硅胶片33组成。在上压力室17和下压力室22中加上带有V型槽板30，加上一片硅胶片33，将土工试样紧密连接于左右两个V型槽和硅胶片33中，并在土工试样上表面加上受压塑料薄膜32，用螺母拧紧上压力室17和下压力室22，保证密封，关闭供水阀12、放气孔20、供水阀5、测量阀27，启动蓄水箱1内水泵2，蓄水箱1内蓄水经输水管4进入恒压水箱10内，恒压水箱10内水位提高，当水位高于恒压水箱10内溢流板6顶部，多余水量经由回水管3流回蓄水箱1内，此时恒压水箱10内形成一恒压水头，开启供水阀5、测量阀27,通过打气装置14给上压力室17加压，加压范围是10250kPa,压力值通过压力表18显示，通过U型差压计测定土工试样上下两侧的水头值，等水头稳定后，即可测定一定时间内的量筒29内的渗流量，测量多组数据完毕后，关闭测量阀27，并关上水泵电源。(3)实验结果本装置通过试验，数据真实有效，结果符合实际要求。实验数据及处理结果见表l、表2:表1垂直渗透试验<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，其特征在于它具有恒压水箱(10)，在恒压水箱(10)内设有溢流板(6)、稳水板(9)，稳水板(9)侧向开有稳水孔，溢流板(6)和稳水板(9)将恒压水箱(10)内划分为溢流区(7)、进水区(8)和稳水区(11)，恒压水箱(10)的稳水区(11)下部侧面经供水阀(12)、供水管(15)与上压力室(17)相连通，溢流区(7)底部与回水管(3)相连通，进水区(8)底部与进水管(4)相连通，稳水区(11)底部经供水阀(5)与供水管(13)一端相连通，回水管(3)下端接入蓄水箱(1)内，进水管(4)下端与蓄水箱(1)内的水泵(2)连接，上压力室(17)顶部设有气压表(18)和放气孔(20)，侧面设有打气装置(14)，上压力室(17)经装配构件(19)与下压力室(22)相连通，供水管(13)另一端与装配构件(19)相连通，装配构件(19)经出水管(26)、测量阀(27)与量筒(29)相连通，下压力室(22)上部设有排气泡孔(16)，下压力室(22)下部经出水管(24)、测量阀(25)与量筒(28)相连通，U型差压计与装配构件(19)的上侧、下侧、左侧、右侧相连通。2.根据权利要求1所述的一种测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，其特征在于当测量垂直渗透系数时，所述的装配构件(19)由防渗膜C31)、硅胶片(33)组成。3.根据权利要求1所述的一种测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，其特征在于当在于测量水平渗透系数时，所述的装配构件(19)由硅胶片(33)、两端带有V型槽板(30)和受压塑料薄膜(32:)组成。4.根据权利要求3所述的一种测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，其特征在于所述的两端带有V型槽板(30)具有平板，平板的两端设有两端封闭的V型槽，一端V型槽设有供水管，另一端V型槽设有出水管，平板的四周设有固定孔。专利摘要本实用新型公开了一种测量垂直和水平渗透系数的综合渗透仪，它具有恒压水箱，连通两只供水管，一只供水管连通上压力室，上压力室顶部设有气压表和放气孔，侧面设有打气装置，上压力室经装配构件与下压力室相连通，下压力室上部设有排气泡孔，下压力室下部经出水管、测量阀与量筒相连通；另一只供水管连接装配构件左侧，装配构件经出水管、测量阀与量筒相连通，装配构件由防渗膜、硅胶片、带有V型槽板和受压塑料薄膜组成。优点(1)受压塑料薄膜能快速、精准、均匀地传递法向压力给试样，防渗膜防止侧壁渗漏；(2)水流从V型槽均匀入渗；(3)设置硅胶片减少边界效应；(4)一套仪器实现对垂直和水平渗透系数的测量，精准、简洁、高效、实用，便于操作。文档编号G01N15/08GK201203569SQ20082008732公开日2009年3月4日申请日期2008年5月14日优先权日2008年5月14日发明者刘国华,吴志根,毛根海,胡进震,晨赵,陈少庆申请人:浙江大学