一种自饱和自动采集土壤渗透仪的制作方法

本发明属于岩土工程土工试验领域，涉及土壤渗透仪，尤其是一种具有试样自动饱和及数据自动采集功能的土壤渗透仪。

背景技术：

土的渗流稳定是土力学三大问题之一，在渗流计算、饱和黏性土地基变形计算等与水的渗流有关的工程问题中，土的渗透系数是必然用到的基本参数。依据中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准》gb/t50123-1999要求，细粒土渗透系数可利用变水头渗透试验方法得到。

目前试验室中常规变水头渗透试验装置由渗透容器、变水头管(通常长度不超过2m)、供水瓶、进水管等组成，根据规范标准要求渗透试验前需要对试样进行饱和，对于饱和试样和较易透水的试样可以直接将试样装入渗透容器后利用变水头管内的水头进行试样饱和；但对于不易透水的试样，则需专门设备对试样进行饱和后方可安装入渗透容器，因此额外操作步骤既增加了试验工作量又会对试样造成扰动影响实验结果。

此外，在渗透试验中，需要采集的单位时间内变水头高度变化量及其水温以确定标准温度下试样的渗透系数，目前试验中采用人工观测读数记录方式，对于不易透水试样试验时间通常长达数天，增加工作量且易造成人为误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自饱和自动采集土壤渗透仪，解决试验前试样需要额外设备进行专门饱和问题以及实现试验过程中数据的自动采集。

为实现上述目的，本发明创造的技术方案如下：

一种自饱和自动采集土壤渗透仪，包括容器、透水石，在容器的中部横向固装一分隔块，该分隔块将容器分成上、下两个容腔，在分隔块的中心制有一通孔，在通孔的上端及下端分别安装上透水石及下透水石，通孔及上、下透水石围成的容腔为试样仓，在容器的侧壁安装一旁通管，该旁通管上端与上容腔连通，下端与下容腔连通，在容器的顶部扣装一顶盖，在顶盖上安装抽真空管，在容器的底部安装一底座，在底座上安装进水管及排水管。

而且，该旁通管的上端与分隔块的顶面平齐，该旁通管的下端与分隔块的底面平齐。

而且，在通孔的上端制有一环刀的限位台阶。

而且，在分隔块的顶面围绕通孔制有一圈溢水栏。

而且，在上透水石与溢水栏内壁之间安装密封圈。

而且，在底座上安装有温度传感器。

而且，在底座上安装有液位计传感器。

而且，在顶盖与容器上沿之间安装密封圈，在底座与容器的下沿之间安装密封圈。

而且，所述容器采用透明材质制成。

而且，在进水管、排水管、抽真空管、旁通管上均安装有阀门。

本发明的优点和有益效果：

1、对于易透水试样仍可采用水头饱和，对于不易透水试样则可利用仪期的自饱和功能进行抽气饱和，减少了对试样的扰动，节省了试验时间。

2、仪器底座布设液位计传感器和温度传感器，与外部采集器连接可实现自动采集，减少人为误差。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的a部放大图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种自饱和自动采集土壤渗透仪，包括容器10、透水石、顶盖5、底座17、进水管2、排水管20、抽真空管7，所述容器为圆筒形、上下开口、在容器的顶部扣装一顶盖，在容器的底部安装一底座，顶盖和底座分别封闭容器的上端和下端，在顶盖上安装抽真空管，在底座上安装进水管及排水管，进水管路连接储水罐1。在底座上还安装有温度传感器18及液位计传感器19，传感器与外部采集器连接。

在容器的中部横向固装一分隔块11，该分隔块将容器分成上、下两个容腔，在分隔块的中心制有一通孔。在通孔的上端及下端分别安装上透水石8及下透水石15，通孔及上、下透水石围成的容腔为试样仓14，用于放置试样。

在容器的侧壁安装一u形旁通管12，该旁通管上端与上容腔6连通，下端与下容腔16连通，而且，该旁通管的上端与分隔块的顶面平齐，有利于上容腔完全排水。旁通管的下端与分隔块的底面平齐，有利于下容腔完全充满水，在旁通管上安装有旁通阀13。

在通孔的上端制有一限位台阶24，用于放置试样环刀。在分隔块的顶面围绕通孔制有一圈溢水栏9，用于确定压力水头。在上透水石与溢水栏内壁之间安装密封圈23。

所述的下透水石外缘通过均匀设置的螺栓与分隔块底面连接固定。

所述的顶盖与容器通过螺栓连接，在顶盖与容器上沿之间安装密封圈4。

所述试样容器上、下容腔侧壁使用透明有机玻璃材质，用于观测试验过程状态。

本渗透仪的安装及使用方法为：

首先放置试样，具体步骤是先安装下部的透水石，然后将装有试样(试样上下表面贴滤纸)的试样环刀装入试样仓，然后安装上透水石和密封圈。

将底座、顶盖分别与试样容器利用螺栓连接，底座与试样容器、顶盖与试样容器之间设有o形密封圈。

在本发明创造中，在底座上开孔实现进水管，排水管与容器的连通，旁通管实现整个腔体连通，阀门根据需要控制各管路的开关。

进行试样饱和分较易透水和不易透水两种情况，实施过程如下：

1、对于较易透水试样，关闭排水管上的开关阀门21，关闭旁通管上的旁通阀，打开进水管上的开关阀门3和抽真空管上的开关阀门22，储水罐中的水通过进水管进入试样容器下容腔并充满，在水头压力下水会充满透水石和试样仓中的试样孔隙，实现试样的饱和。

2、对于不易透水试样，关闭进水管上的开关阀门和排水管口上的开关阀门，打开旁通管上的开关阀门，打开抽真空管上的开关阀门并连接抽气机，抽真空达到规范标准要求的压力值和时间后微开进水管上的开关阀门使储水罐中的水进入试样容器下容腔使其充满，并通过旁通管进入试样容器上容腔，待水淹没溢水栏后关闭进水管上的开关阀门同时断开抽气机与抽真空管的连接，使试样容器上容腔与大气连通，静置实现试样的饱和。

进行渗透试验分较易透水和不易透水两种情况，实施过程如下：

1、对于较易透水试样，饱和完成后可通过排水管排水调节水量使水头降低至进水管内，便可开始试验，按规范标准要求通过液位计传感器和温度传感器采集试验数据。

2、对于不易透水试样，饱和完成后可通过排水管排水使试样容器上容腔中的水降至溢水栏之下但高于旁通管上的开关阀门，关闭旁通管上的开关阀门，后续试验步骤与上述较易透水试样的处理过程相同。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种自饱和自动采集土壤渗透仪，包括容器、透水石，在容器的中部横向固装一分隔块，该分隔块将容器分成上、下两个容腔，在分隔块的中心制有一通孔，在通孔的上端及下端分别安装上透水石及下透水石，在容器的侧壁安装一旁通管，该旁通管上端与上容腔连通，下端与下容腔连通，在容器的顶部扣装一顶盖，在顶盖上安装抽真空管，在容器的底部安装一底座，在底座上安装进水管及排水管。本发明对于易透水试样仍可采用水头饱和，对于不宜透水试样则可利用仪期的自饱和功能进行抽气饱和，减少了对试样的扰动，节省了试验时间。仪器底座布设液位计传感器和温度传感器，与外部采集器连接可实现自动采集，减少人为误差。

技术研发人员：陈少青;刘润
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2019.05.29
技术公布日：2019.08.09