一种研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪

1.本发明属于土工试验技术领域，更具体的说是涉及一种研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪。


背景技术：

2.土的渗透性，是指土具有让水等流体通过的性质，与强度和变形性能一样，是其比较重要的物理力学性质与工程性质。土的渗透性的强弱一般用渗透系数进行衡量，渗透系数对边坡稳定、土体固结和河堤及坝体的安全等工程问题都具有重要的影响。目前，对土的渗透性研究一般都是建立在达西定律的基础上，常做的室内渗透试验有常水头试验和变水头试验。
3.水灾害引起土石坝的溃坝原因主要包括漫顶破坏与渗透破坏(流土、管涌等)，渗透破坏的力学机制是水土相互作用的结果，当水流的拖拽力打破土颗粒的静力平衡时，在土体内部就会形成含土颗粒水流的移动，从而进一步影响到土体的整体稳定性。因此，对土体渗透系数与渗透破坏特性的研究十分必要。
4.因此，研发一种可在室内试验的条件下，模拟土体的渗透及渗透破坏现象，同时测量土的渗透系数和研究渗透破坏特性的渗透试验仪是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种可以同时测量土的渗透系数和研究渗透破坏特性的渗透试验仪，可在室内试验的条件下，模拟土体的渗透及渗透破坏现象。
6.技术方案具体如下：
7.一种研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪，包括：圆筒一、圆筒二、底座、支撑腿、多孔钢板，上述圆筒一设置在底座上，上述底座、支撑腿、多孔钢板由下向上依次连接，上述多孔钢板的横截面与圆筒一的横截面相匹配，上述圆筒一与位于其顶端的圆筒二连接；
8.上述圆筒一和圆筒二的侧壁均设置有测压孔，上述圆筒一侧壁下部设置有进水口，上述圆筒二侧壁上部设置有出水口，上述圆筒二顶端密封连接有盖板。
9.进一步，上述圆筒一与位于其顶端的圆筒二通过法兰连接，上述法兰包括法兰盘一和法兰盘二，上述圆筒一顶端与法兰盘一固定连接，上述圆筒二底端与法兰盘二固定连接，上述法兰盘一和法兰盘二通过螺栓连接。
10.采用上述进一步的有益效果是：法兰盘用于连接两个有机玻璃圆筒，便于试验仪器的拆装。
11.进一步，上述圆筒一侧壁中部设置有测压孔一，上述圆筒二侧壁下部设置有测压孔二，上述圆筒二侧壁中部设置有测压孔三。
12.采用上述进一步的有益效果是：本发明测压孔数量可根据试验需求自主增减，可连接测压管，便于观察试验现象，亦可连接压力传感器，便于准确记录压力数据。
13.进一步，上述多孔钢板由钢丝网制成。
14.采用上述进一步的有益效果是：钢丝网可透水并阻挡土颗粒落入下部水室，若钢板下部水室堆积了较多细小土颗粒，可取出多孔钢板与支撑架进行清理。
15.进一步，上述圆筒一和圆筒二的侧壁由透明有机玻璃制成。
16.采用上述进一步的有益效果是：筒壁是透明的，在渗透试验中可以清楚地观察到土体表面的渗透破坏现象。
17.本发明的有益效果是：研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪可以同时测量土的渗透系数和研究渗透破坏特性，可在室内试验的条件下，模拟土体的渗透及渗透破坏现象。圆筒一侧壁下部设置有进水口，圆筒二侧壁上部设置有出水口，整个渗透过程水都是由下往上渗透，能较真实地模拟原位土体的渗透现象。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本发明研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪结构示意图；
20.图2为本发明研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪俯视结构示意图；
21.其中，1
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圆筒一，2
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圆筒二，3
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底座，4
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支撑腿，5
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多孔钢板，6
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测压孔，7
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进水口，8
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出水口，9
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盖板，10
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法兰，11
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法兰盘一，12
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法兰盘二， 13
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螺栓，14
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测压孔一，15
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测压孔二，16
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测压孔三。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明1部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.一种研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪，包括：圆筒一1、圆筒二2、底座3、支撑腿4、多孔钢板5，圆筒一1设置在底座3上，底座3、支撑腿4、多孔钢板5由下向上依次连接，多孔钢板5的横截面与圆筒一1的横截面相匹配，圆筒一1与位于其顶端的圆筒二2连接；
29.圆筒一1和圆筒二2的侧壁均设置有测压孔6，圆筒一1侧壁下部设置有进水口7，圆筒二2侧壁上部设置有出水口8，圆筒二2顶端密封连接有盖板 9。
30.在一个实施例中，圆筒一1与位于其顶端的圆筒二2通过法兰10连接，法兰10包括法兰盘一11和法兰盘二12，圆筒一1顶端与法兰盘一11固定连接，圆筒二2底端与法兰盘二12固定连接，法兰盘一11和法兰盘二12通过螺栓13连接。
31.在一个实施例中，圆筒一1侧壁中部设置有测压孔一14，圆筒二2侧壁下部设置有测压孔二15，圆筒二2侧壁中部设置有测压孔三16。
32.在一个实施例中，多孔钢板5由钢丝网制成。
33.在一个实施例中，圆筒一1和圆筒二2的侧壁由透明有机玻璃制成。
34.研究土体渗透破坏特性的渗透试验仪的使用方法为：
35.筒内底座3和多孔钢板5之间为水室，多孔钢板5至出水口8下部为土体室，用能够控制水头的供水系统为渗透仪供水，进水口7通过带有阀门的水管与供水系统相连，出水口8通过水管与回收从渗透试验仪流出的水的铁桶相连，渗透试验前需对土体室进行土体装样，装样过程中每装样过一定高度均需对土体进行压实，且每次压实的程度需保持一致，土体装样完成后，打开供水阀门，开始试验，当进水口7开始进水时，水流先充满水室，然后流入土体室开始渗透，最后由出水口8流出。在供水水头较低的情况下，记录各测压孔的水头高度，在各测压孔的水头高度稳定不变的情况下，连续三次测量并记录单位时间内出水口8流出水的体积，若三次所测体积相同，即可计算得到土体的渗透系数；在供水水头较高的情况下，逐步提高供水水头高度，观察并记录测压管的水头高度，以及土样侧表面的渗流现象，直至土体侧表面以及土体上表面发生显著的渗透破坏现象，实现对土体渗透破坏现象的试验模拟。
36.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
37.对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这
些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。