[发明专利]一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置

权利要求书

1.一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，该装置包括加载系统、供水系统、土样室(13)及测压系统；加载系统由反力架(1)、调压阀(2)、气压表(3)及双层加载板(4)组成，调压阀(2)与气压表(3)连接并固定在反力架(1)的传力杆(17)上，通过调节调压阀(2)设置压力值，反力架(1)传递压力对土样室(13)内的试样施加荷载；双层加载板(4)为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、若干竖向的中间隔板及侧面倾斜板，侧面倾斜板与土样室(13)之间缝隙采用橡胶塞(24)密封；供水系统由供水箱(5)、储水箱(6)、由双层加载板(4)形成的竖向供水腔(7)、左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)组成，供水箱(5)及储水箱(6)通过侧壁开口的方式保持常水头，双层加载板(4)通过若干竖向的中间隔板将内部空间分隔为2-4个独立供水腔；左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)分别位于土样室(13)的左侧壁和右侧壁，均由外侧多孔板(10)、内侧多孔板(11)及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板(12)组成，其下部空间由若干横向的硅胶垫板(12)分隔成2-5个独立供水腔；土样室(13)底部设置碎石层，由若干竖向隔水板(14)分隔成2-4个独立供水腔，并填充碎石(15)；

所述右侧水平供水腔(9)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在右侧水平供水腔(9)的进水管路上设置水平止水阀门(21)；土样室(13)的前侧壁或后侧壁上对应碎石层的每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管(18)连通供水箱(5)，并在碎石层的进水管路上设置竖向止水阀门(22)；

所述左侧水平供水腔(8)的外侧多孔板(10)上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在左侧水平供水腔(8)的出水管路上设置水平止水阀门(21)；竖向供水腔(7)的上层多孔板上对应每个独立供水腔开有一出水孔，通过出水管(19)连通储水箱(6)，并在竖向供水腔(7)的出水管路上设置竖向止水阀门(22)；

所述测压系统由布设在土样室(13)的测压管壁上的若干个测压管口(16)组成，通过测压管口(16)连接外部测压管，来记录试样不同位置的压力水头。

2.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述双层加载板(4)由不锈钢板制成，上层多孔板和下层多孔板的开孔孔径为5-10mm。

3.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述双层加载板(4)的侧面倾斜板与水平方向倾角呈30°-45°。

4.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述双层加载板(4)的上层多孔板外侧装有一圈压条(23)，通过拧紧螺栓(25)对橡胶塞(24)施加反力，使橡胶塞(24)向四周膨胀，保证双层加载板(4)四周的密封性。

5.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)的内侧多孔板(11)由不锈钢制成，开孔孔径为5-10mm。

6.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)的外侧多孔板(10)及内侧多孔板(11)之间通过硅胶垫板(12)密封，硅胶垫板(12)厚10-20mm，通过拧紧螺栓(25)对其施加力，保证硅胶垫板(12)与板壁紧密贴合。

7.如权利要求1所述的一种室内同时测试不同压力下粗粒土水平向及竖向饱和渗透系数的试验装置，其特征在于，所述左侧水平供水腔(8)和右侧水平供水腔(9)的内部上侧全部采用硅胶垫板(12)密封，密封高度根据施加荷载及粗粒土压缩性，取试样初始高度的1/3-2/3，内部下侧通过硅胶垫板(12)分隔成独立供水腔，以保证竖向渗流时不会沿空腔发生短路渗流。