[发明专利]一种裂隙土二维渗透平板模型试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，特别涉及一种裂隙土二维渗透平板模型试验装置。

背景技术

裂隙土的渗流问题涉及农业灌溉、水土保持评价、地质灾害分析以及岩土工程结构设计与安全评价等多个研究领域。压实黏土由于其超低渗透特性和低廉的价格，常用于水利工程、垃圾填埋场等中的防渗结构。但压实黏土具有强度低特性，在地基变形过程中，易发生剪切裂缝；同时，压实黏土具有干缩特性，在环境干湿循环作用下易发生干缩裂缝。压实黏土层中一旦产生裂缝，将为雨水渗透提供直接的渗透通道，渗透系数增加多个数量级，黏土防渗结构也失去了其防渗功能。

获得裂隙土的渗透系数是评价压实黏土存在裂隙时防渗性能的关键。但是裂隙在压实黏土层中分布不均匀，因此裂隙土是一种非均匀介质，传统的土壤渗透系数测试设备试样较小，不能包含压实黏土中所有裂隙信息，渗透系数测试结果误差较大。同时，在渗透系统测试过程中，裂隙土与水相互作用，裂隙几何特征动态变化，因此，裂隙土的渗透系数是一个随裂隙几何特征动态变化的函数，如何获得裂隙土的渗透系数与裂隙几何特征关系，是评价裂隙对压实黏土层防渗性能影响的关键。

现有技术中还没有相关设备进行含裂隙压实黏土在渗流过程中，裂隙几何特征变化的实时监测和渗透性能的动态测试。

发明内容

本发明提供了一种裂隙土二维渗透平板模型试验装置，解决了或部分解决了现有技术中无法进行含裂隙压实黏土在渗流过程中，裂隙几何特征变化的实时监测和渗透性能的动态测试的技术问题，实现了含裂隙压实黏土在渗流过程中，裂隙几何特征变化的实时监测和渗透性能的动态测试，有利于构建裂隙土的渗透系数与裂隙几何特征函数，定量评价裂隙对压实黏土层防渗性能的技术效果。

本发明提供的一种裂隙土二维渗透平板模型试验装置，包括：

底座，为敞口盒体结构，内部用于填充黏土试样；所述底座的底板为透明板；所述底座的一侧开设容置第一透水石的第一嵌入槽，另一侧开设多个容置第二透水石的第二嵌入槽；

成像部件，正对所述底座的底板设置，以获取所述底板上的图像信息；

顶盖，盖设在所述底座上，内部设置有空腔；所述顶盖的顶部开设与所述空腔连通的顶盖排气孔；

硅胶模，夹持固定在所述底座与所述顶盖之间，将所述顶盖的空腔封闭形成压力室；

第一供水箱，底端通过第一供水管连通所述第一嵌入槽；

第二供水箱，底端通过第二供水管连通所述压力室；

回水箱，底端连接一回水管，所述回水管通过多根回水支管连通对应的所述第二嵌入槽；

空压机，通过第一气管与所述第一供水箱的顶端连接，通过第二气管与所述第二供水箱的顶端连接，通过第三气管与所述回水箱的顶端连接。

作为优选，还包括：

机箱；

所述底座固定在所述机箱上；

所述成像部件、所述第一供水箱、所述第二供水箱、所述回水箱及所述空压机设置在所述机箱内。

作为优选，所述顶盖排气孔连接有顶盖排气管；

所述顶盖排气管上设置有顶盖排气阀。

作为优选，所述底座与所述顶盖通过固定螺栓将所述硅胶模夹持固定。

作为优选，所述第一供水箱的顶部开设第一排气孔；

所述第一排气孔连接有第一排气管；

所述第一排气管上设置第一排气阀。

作为优选，所述第二供水箱的顶部开设第二排气孔；

所述第二排气孔连接有第二排气管；

所述第二排气管上设置第二排气阀。

作为优选，所述回水箱的顶部开设第三排气孔；

所述第三排气孔连接有第三排气管；

所述第三排气管上设置第三排气阀。

作为优选，所述第一气管上设置有第一调压阀；

所述第二气管上设置有第二调压阀；

所述第三气管上设置有第三调压阀。

作为优选，还包括：

第一流量计，设置在所述第一供水管上；

第一水阀，设置在所述第一供水管上，位于所述第一流量计与所述第一供水箱之间；

第二水阀，设置在所述第二供水管上；

多个第二流量计，分别设置在对应的所述回水支管上；

第三水阀，设置在所述回水管上。

作为优选，所述底座为方形盒体结构；

所述顶盖设置成与所述底座对应的方形结构；

多个所述第二嵌入槽并排设置。