便携式多深度渗透系数现场测量装置的制作方法

本发明涉及一种土工原位试验装置，特别涉及一种现场测量渗透系数的装置。

背景技术：

渗透系数是综合反应土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。其数值可以在实验室内测量得到，也可以在施工现场进行原位测试得到。

公开号为103091229A的专利为现场测试装置，但由于其结构不够稳定，封闭效果难以保证，测量结果可能不能达到预期的要求。

公开号为104155229A的专利为便携式土壤表层原位垂向渗透实验装置，但是该装置结构较为复杂，在操作和携带方面均较为复杂。

公开号为103344542A的专利与公开号为103868838A的专利均为室内测试装置，室内试验通常采用原位取土、实验装填的方法，以击实等方式使实验土体接近现场密实度，模拟原位土壤渗透特性，其主要是测试方便、测量手段较为先进，但通过扰动后的土性质总会有点改变，因此获得的渗透系数会与现场土的渗透系数存在差异。因此所得结果并不能反映土体的真实情况。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提出一种现场测定渗透系数的装置，其目的在于测量不同深度地层的渗透系数。本装置操作简单，易携带，功能强且成本低的特点。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种便携式多深度渗透系数现场测量装置，包括钢管主体，其特征在于：所述的钢管主体为可伸缩式结构，由前后相互套接的中空钢管组成；套接在最外侧的第一钢管上设有可拆卸式仪表盘，所述的仪表盘内装有计时器、电流信号转换器；套接在最内侧最末端钢管为测试管，所述测试管由桩头与测试管体组成，所述的桩头与所述测试管体通过螺纹可拆卸连接；所述的测试管体侧壁上设有通孔，所述的通孔中设有滤网盖；所述的钢管主体内设有水位电流信号收集器，所述的水位电流信号收集器由依次相互串联的电阻，电源、电源开关，电流表、电流信号收集器、密封水槽通过导线串联组成，所述的密封水槽设在通孔与桩头之间；所述的通孔设有导管与密封水槽连通，所述的密封水槽底端设有泄水开关，所述的密封水槽从下到上设置有第一电阻连接点、第二电阻连接点、第三电阻连接点及第四电阻连接点，所述的相邻的电阻连接点之间电连接着电阻，从下到上依次为第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述的第四电阻的另一端与电源电连接；所述的电流信号收集器采集的电流变化信号传输给电流信号转换器，所述的电流信号转换器将电流变化信号转换为计时触发信号触发计时器同时读取时间数据。

进一步，所述的电源、电源开关、电流表、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻布置在所述的仪表盘内。

进一步，所述导线为防水导线。

进一步，相邻的中空钢管之间可通过螺纹固定连接。

再进一步，所述的中空钢管内壁在远离桩头端设有钢管格挡，所述的钢管格挡为圆环状，所述的钢管格挡限制钢管过度收缩，影响其正常使用。

进一步，所述的密封水槽为塑料材质。

进一步，所述桩头与测试管体连接处设置止水胶带。

进一步，所述的第一钢管端部设有垫块。

再进一步，利用本发明所述的便携式多深度渗透系数现场测量装置测定土壤渗透系数的方法为：

使用时，闭合电源开关，在经过t₀时间后，密封水槽中的水位到达第一连接点，电路接通，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻开始工作，电流表开始有读数，电流信号转换器将电流信号收集器传输的电流变化信号转化为计时触发信号触发计时器5开始工作。

进一步，随着密封水槽7中的渗流水增加，密封水槽的水位开始上升,每上升高度h短接一个电阻，电路的电流发生变化，计时器记录电流发生变化的时间点t₁,t₂,...,t_n，,定义Δt为相邻两个时间点之差，密封水槽7的横截面积为S。

进一步，根据获取的数据计算渗透系数，可分别得到各阶段渗透系数

进一步，计算平均渗透系数

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明具有伸缩装置，不使用时体积占比小，携带方便。

2、本发明操作简单，大部分的施工人员均可操作，仅需记录数据，代入公式即可得到渗透系数。

3、本发明为原位试验实验装置，现场测量获得的土壤渗透系数更具有真实性。

4、本发明可以测量不同深度土的渗流系数，获得的数据量更大。

5、本发明的制造成本低，具有更强的推广性。

附图说明

图1为装置整体图；

图2为装置局部图一；

图3为装置展开图；

图4为装置局部图二；

图5为装置局部图三；

图6为装置局部图四；

图7为仪器电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

图中，1.仪表盘，2.垫块，3.电源开关，4.电流表，5.计时器，6.钢管主体，7.密封水槽，8.通孔，9.滤网盖，10.桩头，11.钢管格挡，12.第一钢管，13.导线，14.第三电阻，15.电流信号收集器，16.电流信号转换器，17.第四电阻，18.测试管体，19.第一电阻连接点，20.第二电阻连接点，21.第三电阻连接点，22.第四电阻连接点，23.第一电阻，24.第二电阻。

一种便携式多深度渗透系数现场测量装置，包括钢管主体6，其特征在于：所述的钢管主体6为可伸缩式结构，由前后相互套接的中空钢管组成；套接在最外侧的第一钢管12上设有可拆卸式仪表盘1，所述的仪表盘1内装有计时器5、电流信号转换器16；套接在最内侧最末端钢管为测试管，所述测试管由桩头10与测试管体18组成，所述的桩头10与所述测试管体18通过螺纹可拆卸连接；所述的测试管体18侧壁上设有通孔8，所述的通孔8中设有滤网盖9；所述的钢管主体6内设有水位电流信号收集器，所述的水位电流信号收集器15由依次相互串联的电阻，电源、电源开关3、电流表4、电流信号收集器15，密封水槽7通过导线13串联组成，所述的密封水槽7设在通孔8与桩头10之间；所述的通孔8设有导管与密封水槽7连通，所述的密封水槽7底端设有泄水开关，所述的密封水槽7从下到上设置有第一电阻连接点19、第二电阻连接点20、第三电阻连接点21及第四电阻连接点22，所述的相邻的电阻连接点之间电连接着电阻，从下到上依次为第一电阻23、第二电阻24、第三电阻14和第四电阻17，所述的第四电阻17的另一端与电源电连接；所述的电流信号收集器15采集的电流变化信号传输给电流信号转换器16，所述的电流信号转换器16将电流变化信号转换为计时触发信号触发计时器5同时读取时间数据。

所述的电源、电源开关3、电流表4、第一电阻23、第二电阻24、第三电阻14和第四电阻17布置在所述的仪表盘1内。

所述导线23为防水导线。

相邻的中空钢管之间可通过螺纹固定连接。

所述的中空钢管内壁在远离桩头10端设有钢管格挡11，所述的钢管格挡11为圆环状。

所述的密封水槽7为塑料材质。

所述桩头10与测试管体18连接处设置止水胶带。

所述的第一钢管12端部设有垫块2。

设定每相邻两个电阻连接点之间的距离为h，密封水槽7的横截面积为S。

工作时，闭合电源开关3，在经过t₀时间后，密封水槽7中的水位到达第一连接点19，电路接通，第一电阻23、第二电阻24、第三电阻14和第四电阻17开始工作，电流表4开始有读数，电流信号转换器17将电流信号收集器16传输的信号传到计时器5中，计时器5开始工作。

随着密封水槽7中的渗流水增加，密封水槽7的水位开始上升,每上升高度h短接一个电阻，电路的电流发生变化，计时器5记录电流发生变化的时间点t₁,t₂,...,t_n,定义Δt为相邻两个时间点之差。

根据获取的数据计算渗透系数，可分别得到各阶段渗透系数

计算平均渗透系数

以上所述实施例仅是为充分说明本发明专利所举的较佳的实施例，本专利的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本专利的基础上所作的等同替代或变换，均在本专利的保护范围之内。本专利的保护范围以权利要求书为准。