本发明属于岩土体非饱和渗流和多相流的试验领域，尤其是涉及一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置，可同时测定材料的进气值和渗透系数。
背景技术：
在水利水电、石油二次开采以及核废料深埋处置等工程领域中存在许多裂隙岩体非饱和渗流或多相流问题。研究裂隙岩体非饱和渗流或多相流的关键参数是岩体裂隙毛细压力~饱和度、相对渗透率~饱和度（或毛细压力）的函数关系。这些关系必须通过试验来建立，而毛细障碍栅是测定上述关系的驱替试验和非饱和渗流试验中的一个关键部件。若所选毛细障碍栅材料进气值过低，则不能保证在试验所采用的毛细压力范围内阻止非湿润相穿过它的流动，从而导致试验失败；若所选毛细障碍栅材料渗透系数过小，则会加大达到平衡所需的时间，从而延长了整个试验时间。故需选择合适的材料和配比，使构造的毛细障碍栅有较高的进气值和良好的导水性，才能保证驱替试验或非饱和渗流试验的顺利进行。
为选取合适的毛细障碍栅材料，需对各种备选材料的进气值和渗透系数进行测定。目前对毛细障碍材料的进气值和渗透系数均是分开测量的，即在不同的仪器设备上分别进行，不仅造成浪费而且测量比较繁琐。如：渗透系数通常在渗透仪上采用常水头渗透试验来测定，既费时又会因水分蒸发等影响测量精度，尤其是对渗透系数较小的材料。进气值的测定一般是用“吹气”（施加正压）或“抽气”（施加负压）试验来测量；用“吹气”或“抽气”法测定进气值不仅需要的设备多（如需要稳压气源或真空泵，气压表以及量测排水量的精密仪器等），而且操作也不方便。
技术实现要素：
针对现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置，解决了上述费时、繁琐、不经济等问题，该一体化装置可同时测量材料的进气值和渗透系数。由于采用变水头渗透试验测量渗透系数，因此方便快捷，尤其是对渗透系数较小的材料。由于通过移动测压管的位置来降低毛细障碍材料中的孔隙水压力来测量进气值，所需设备少，简单易行。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置，包括相互连接的玻璃测压管和橡皮软管，所述的玻璃测压管和橡皮软管安装在木板上，所述的木板设有刻度，所述橡皮软管的端部通过进水管与有机玻璃试样盒连接，所述有机玻璃试样盒内设有试样，且有机玻璃试样盒的两侧分别连接有排水管和出水管，所述的排水管位于进水管的上方，所述的出水管连接有量筒，通过出水管的溢流水收集到量筒中。
所述的排水管上安装有管夹，通过管夹的开和关进行毛细障碍材料进气值和渗透系数的测量，很好地实现了一体化。
所述试样与有机玻璃试样盒之间涂抹有环氧树脂，用于止水止气。
还包括试验台架，所述的有机玻璃试样盒和量筒均放置在试验台架上。
所述试验台架的高度为2.5m。
所述玻璃测压管的内径为1cm。
所述木板的刻度精确到1mm。
本发明的有益效果如下：
本发明测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置，结构简单、操作简便、测量快捷，一套装置上能同时测得毛细障碍材料的渗透系数和进气值，解决了传统上需要两套不同装置分别测量材料进气值和渗透系数所带来的费时、繁琐、不经济等不足。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1为玻璃测压管、2为木板、3为橡皮软管、4为进水管、5为排水管、6为管夹、7为有机玻璃试样盒、8为量筒、9为出水管、10为试样台架。
具体实施方式
如图1所示，本发明测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置具有1cm内径的玻璃测压管1，玻璃测压管1与橡皮软管3连接并装附在精确到1mm刻尺的木板2上，橡皮软管3另一端与有机玻璃试样盒7的进水管4相接；有机玻璃试样盒7右上部设有排水管5，通过排水管5的管夹6的开和关来进行不同参数的测量，有机玻璃试样盒7左顶部设有出水管9，通过出水管9的溢流水收集到量筒8中；试样11装在有机玻璃试样盒7中，试样11与有机玻璃试样盒7之间涂抹环氧树脂，用于止水止气；有机玻璃试样盒7和量筒8等放置在2.5m高的试验台架10上。
使用时，按图1组装好一体化装置后，将圆柱体状的毛细障碍材料试样11装在有机玻璃试样盒7中，试样11周边涂抹环氧树脂以防漏水漏气。先测量试样的渗透系数，步骤如下：关闭排水管5的管夹6，通过玻璃测压管1注水让试样11逐渐饱和，直至出水管9溢流半小时无气泡排出；然后开始计时，同时测记起始水头h1，经过时间t后，再测记终止水头h2（每次试验的起始和终止水头差应大于10cm），如此连续测记6次以上后，试验终止；按变水头试验渗透系数计算公式计算出每次的渗透系数值，取平均值作为该试样的渗透系数。
测完渗透系数后再测量试样的进气值，步骤如下：打开排水管5的管夹6，排干试样11上部的水分，使试样11上表面与大气相接触；先降低玻璃测压管1位置，使玻璃测压管1中的水面与试样11中面齐平，并记下玻璃测压管1水面位置对应的刻度；固定玻璃测压管130分钟，观测其水面位置变化，检测试样11与有机玻璃试样盒7壁间止气可靠后，开始以10cm的步长逐步降低玻璃测压管1，每下降一步，固定玻璃测压管1至少15min，并观察其水面位置的变化（无变化继续试验，反之终止试验），当玻璃测压管1中水面低于试样11中面1.5m后，水面位置仍无明显变化时，再以5cm的步长降低玻璃测压管1，同上，每下降一步固定玻璃测压管1至少15min，同时观察其水面位置的变化；一旦玻璃测压管1中水面开始急剧上升，就停止试验，取此前一步玻璃测压管1中水面与试样11中面的高差，作为该试样11的进气值。
本发明结构简单、操作简便、测量快捷，可通过有机玻璃试样盒7上排水管5的管夹6的开和关来方便进行毛细障碍材料进气值和渗透系数的测量，解决了传统上需要两套不同装置分别测量材料进气值和渗透系数所带来的费时、繁琐、不经济等问题。