一种变水头渗透试验水头测管装置的制作方法

本技术涉及变水头渗透试验，尤其是涉及一种变水头渗透试验水头测管装置。

背景技术：

1、土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质，决定土体的强度性质和变形、固结性质。渗透试验主要是利用一些试验器具测定土体的渗透系数。

2、变水头渗透试验就是试验过程中水头差一直随时间而变化，其装置如图1所示：

3、水从一根直立的带有刻度的玻璃管和u形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要高度后，开动秒表，测记起始水头差△h1，经时间t后，再测记终了水头差△h2，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数k的表达式：

4、k＝(a*l/a*t)㏑(△h1/△h2)

5、式中，a为试样断面积；l为试样长度。

6、部分地区地下空间开发程度越来越高，地区地下水位高，工程建设时，地下水对基坑影响十分巨大，精准测定土层渗透系数，对于基坑安全至关重要。目前渗透系数测定读数靠技术人员目力读取，当遇渗透性差的土层时，水头下降速度极慢，耗时巨长；当遇渗透性较好的土层时，水头下降速度太快，人工读数误差大。当工程规模大、进度要求急时，需要投入大量的人力、物力解决。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在目前渗透系数测定读数靠技术人员目力读取，人工耗时长、误差大的缺陷而提供一种变水头渗透试验水头测管装置。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种变水头渗透试验水头测管装置，包括透水容器和水头测管，所述透水容器内设有透水石和土样，所述水头测管的一端连接所述透水容器的底部，所述装置还包括条纹编码标尺和图像处理系统，所述水头测管包括u形管、开关和玻璃管，所述u形管的一端连接所述透水容器的底部，另一端经过开关连接所述玻璃管，所述条纹编码标尺设置在所述玻璃管上，并与所述玻璃管平行设置，所述图像处理系统的探测端正对所述玻璃管和条纹编码标尺。

4、进一步地，所述条纹编码标尺上分布有非周期性伪随机二进制代码和双相位码。

5、进一步地，所述玻璃管和条纹编码标尺均沿竖直方向分布，所述玻璃管和条纹编码标尺的长度相配合。

6、进一步地，所述图像处理系统包括摄像机和ccd传感器，该摄像机的探测端正对所述玻璃管和条纹编码标尺，输出端连接所述ccd传感器。

7、进一步地，所述图像处理系统还包括模数转换模块和计算机，所述ccd传感器、模数转换模块和计算机依次连接。

8、进一步地，所述图像处理系统还包括支架，所述ccd传感器安装在支架上。

9、进一步地，所述支架为三脚架。

10、进一步地，所述条纹编码标尺粘接连接在所述玻璃管上。

11、进一步地，所述透水石分别设于所述土样的上下两侧。

12、进一步地，所述透水容器的顶部设有出水口。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

14、(1)读数客观，不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。

15、(2)精度高，通过图像处理系统自动测量条纹编码标尺，可在短时间内多次测量取平均值，削弱外界条件影响，不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。

16、(3)速度快，由于省去了现场观测、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省1/5左右。

17、(4)效率高，只需按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。数据还能输入电子计算机进行后处理，可实线内外业一体化。

技术特征：

1.一种变水头渗透试验水头测管装置，包括透水容器(5)和水头测管(4)，所述透水容器(5)内设有透水石(6)和土样(7)，所述水头测管(4)的一端连接所述透水容器(5)的底部，其特征在于，所述装置还包括条纹编码标尺(2)和图像处理系统(1)，所述水头测管(4)包括u形管、开关(3)和玻璃管，所述u形管的一端连接所述透水容器(5)的底部，另一端经过开关(3)连接所述玻璃管，所述条纹编码标尺(2)设置在所述玻璃管上，并与所述玻璃管平行设置，所述图像处理系统(1)的探测端正对所述玻璃管和条纹编码标尺(2)。

2.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述条纹编码标尺(2)上分布有非周期性伪随机二进制代码和双相位码。

3.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述玻璃管和条纹编码标尺(2)均沿竖直方向分布，所述玻璃管和条纹编码标尺(2)的长度相配合。

4.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述图像处理系统(1)包括摄像机和ccd传感器，该摄像机的探测端正对所述玻璃管和条纹编码标尺(2)，输出端连接所述ccd传感器。

5.根据权利要求4所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述图像处理系统(1)还包括模数转换模块和计算机，所述ccd传感器、模数转换模块和计算机依次连接。

6.根据权利要求4所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述图像处理系统(1)还包括支架，所述ccd传感器安装在支架上。

7.根据权利要求6所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述支架为三脚架。

8.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述条纹编码标尺(2)粘接连接在所述玻璃管上。

9.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述透水石(6)分别设于所述土样(7)的上下两侧。

10.根据权利要求1所述的一种变水头渗透试验水头测管装置，其特征在于，所述透水容器(5)的顶部设有出水口。

技术总结
本技术涉及一种变水头渗透试验水头测管装置，包括透水容器和水头测管，透水容器内设有透水石和土样，水头测管的一端连接透水容器的底部，装置还包括条纹编码标尺和图像处理系统，水头测管包括U形管、开关和玻璃管，U形管的一端连接透水容器的底部，另一端经过开关连接玻璃管，条纹编码标尺设置在玻璃管上，并与玻璃管平行设置，图像处理系统的探测端正对玻璃管和条纹编码标尺。与现有技术相比，本技术具有读数客观、精度高、速度快等优点。

技术研发人员：王章,张庭,王朝广,邓行,王充,石文兵
受保护的技术使用者：上海山南勘测设计有限公司
技术研发日：20230425
技术公布日：2024/1/15