[发明专利]钻孔压力注水原位渗透试验方法及试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于各种原状地基、处理地基的钻孔压力注水原位渗透试验方法，以及用于该方法的试验装置。

背景技术

为了测定渗透系数或抗渗能力，对原状地基（如原状土、岩石）或处理地基结构（如化学加固法的注浆地基、搅拌桩及各种材质的地下连续墙等）需要进行原位渗透试验，方法通常是采用钻孔后进行注水试验或压水试验。

上述原位渗透试验的方法，均是把原状地基或处理地基结构作为抗渗介质，钻孔后约定测试对象的形状系数，利用自然水位或其他加压方式提供水头，辅以计时、计量等设备，通过测试单位时间内的流量来计算渗透系数k，此为本领域的公知常识。其中，注水试验是利用地面与地下水位的高程差提供水头，一般水位压力有限，对厚度较大的测试对象以及不均匀的测试对象不能分段进行试验评估；压水试验是利用栓塞对钻孔进行分段，由水泵提供压力，使用水表或流量计进行计量的一种方法，但对渗透系数较小的试验，因水表或流量计分辨率较低而难以测读流量，且水泵产生的脉动水压力易破坏测试对象结构，导致难以得到稳定的流量。

发明内容

本发明的一个方面要解决的问题是提供一种水头压力稳定、可以对渗透系数较小的测试对象进行分段测试的原位渗透试验方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钻孔压力注水原位渗透试验方法，包括以下步骤：A.在测试对象上钻孔；B.在钻孔内插入一根注水管，注水管的上端高于测试对象的上表面，在注水管的上端设有补水容器；C.在钻孔内壁与注水管之间设置密封栓塞，使密封栓塞以下至钻孔底部之间的一段形成封闭的试段；D.通过注水管将所述试段内注满水，直至注水管内的液面到达补水容器内；E.开始计时，并通过计量设备向所述补水容器内及时补水，保持补水容器内的液面相对稳定，以在预定高程向所述试段内提供满足要求的静水压力；F.根据一段时间内的补水量，可以计算出所述试段在单位时间内的渗透流量，进而计算出测试对象的渗透系数。

优选地，所述测试对象为原状地基或处理地基。

优选地，在所述步骤D之前，还设置一根排气管，所述排气管的下端穿过密封栓塞插入试段内，排气管的上端高于补水容器内的液面。

优选地，在所述步骤D之前，还设置一根排气管，所述排气管的下端穿过密封栓塞插入试段内，排气管的上端设有排气阀并低于补水容器内的液面，在所述步骤D中，先打开排气管上端的排气阀，当排气管中有水溢出时，关闭所述排气阀。

本发明的另一个方面要解决的问题是提供一种用于上述方法的试验装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钻孔压力注水原位渗透试验装置，包括以下部件：注水管，注水管的上端设有补水容器，注水管的下端设有下凸起；外套管，活动地套在注水管的外面，外套管的外壁上设有上凸起；排气阀，连接在外套管上；密封圈，设置在外套管的内壁与注水管的外壁之间，并位于所述排气阀上方；密封栓塞，套在外套管的外面，并位于所述下凸起和上凸起之间；栓塞挤压装置，包括套在注水管外壁上的螺母转盘，所述螺母转盘与注水管外壁上的一段螺纹相配合，所述外套管的上端顶在螺母转盘的底面上。

优选地，所述外套管的下端设有滑槽，所述注水管下端的下凸起穿过所述滑槽，伸到外套管的外面。

优选地，所述补水容器呈碗状、内表面设有刻度标识。

优选地，所述注水管和外套管均由多段拼接而成。

优选地，所述密封栓塞由橡胶材料制成。

更优地，所述下凸起与密封栓塞之间、以及上凸起与密封栓塞之间均设有环形垫片。

本发明的有益效果是：本发明的方法通过对钻孔施加静水压力的方式，可以用于测试渗透系数较小、而要求试验水头适中的原状地基或处理地基结构，提供符合要求的水头压力，能够测试到稳定的流量，最终得到需要的渗透系数。利用本发明的装置可以更好、更方便地实现上述试验方法。

附图说明

图1是本发明钻孔压力注水原位渗透试验方法的原理图。

图2是本发明钻孔压力注水原位渗透试验方法第一种实施方式的示意图。

图3是本发明钻孔压力注水原位渗透试验方法第二种实施方式的示意图。

图4是本发明一种钻孔压力注水原位渗透试验装置的结构示意图。

图5是图4中A-A处的剖面示意图。

图6是图4中B-B处的剖面示意图。

图中：

1、测试对象                 2、钻孔

3、密封栓塞                 4、注水管