[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

说明书

本发明公开了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，包括加载系统、供水系统、土样室及测压系统；加载系统由反力架、调压阀、气压表及双层加载板组成；双层加载板为空心六面体，包括上层多孔板、下层多孔板、中间隔板及侧面倾斜板；供水系统由供水箱、储水箱、由双层加载板形成的竖向供水腔、左侧水平供水腔和右侧水平供水腔组成；左侧水平供水腔和右侧水平供水腔由外侧多孔板、内侧多孔板及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板组成。本发明可实现在同一试样中同时测试其在不同压力下的水平及竖向渗透系数，测试过程中不需拆卸试验装置，操作方便，极大地提高了测试的效率与精度。

技术领域

本发明涉及岩土工程中的土样渗透系数测试技术领域，具体涉及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。

背景技术

土体渗透系数是评价土体稳定性及沉降特性的重要指标，其测量的准确性直接关系到堆石坝坡、填埋场堆体等工程的安全。目前我国工程中常采用土料逐层铺平后压实的施工工艺，使得土工结构具有明显的成层结构，进而导致其渗透特性也呈现显著的各向异性。

目前室内测试粗粒土渗透系数的试验装置主要有柔性壁渗透仪和刚性壁渗透仪。柔性壁渗透仪多是由三轴仪改造而成，一般尺寸较小，不能较好的反映粗粒土的非均质性，使得测得的渗透系数不具有代表性。刚性壁渗透仪多是根据常规渗透仪改造而成，一般试样尺寸较大，测试结果更接近于实际粗粒体。但上述室内试验装置大多只能测试粗粒土的竖向渗透系数，即使部分能测量水平向渗透系数，也需要在不同的试样上进行，或测试过程中需要拆卸装置，操作复杂，测试时间长且密封性不好。

发明内容

为了克服上述测试技术的不足，本发明提供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。本发明装置在测试过程中不需拆卸，操作方便，单次制样可直接开展多级荷载作用下的不同方向的渗透系数测量，极大地提高了测试的效率与精度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：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，该装置包括加载系统、供水系统、土样室及测压系统；加载系统由反力架、调压阀、气压表及双层加载板组成，调压阀与气压表连接并固定在反力架的传力杆上，通过调节调压阀设置压力值，反力架传递压力对土样室内的试样施加荷载；双层加载板为空心六面体，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之间缝隙采用橡胶塞密封；供水系统由供水箱、储水箱、由双层加载板形成的竖向供水腔、左侧水平供水腔和右侧水平供水腔组成，供水箱及储水箱通过侧壁开口的方式保持常水头，双层加载板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，避免水平渗流时沿加载板空腔通道形成短路流；左侧水平供水腔和右侧水平供水腔分别位于土样室的左侧壁和右侧壁，均由外侧多孔板、内侧多孔板及两侧多孔板之间填充的硅胶垫板组成，其下部空间由若干横向的硅胶垫板分隔成2-5个独立供水腔，避免竖向渗流时沿水平供水腔形成短路流；土样室底部设置碎石层，由若干竖向隔水板分隔成2-4个独立供水腔，并填充碎石，在保证渗透水压均匀的同时以防止水平渗流时沿碎石层发生短路渗流；

所述右侧水平供水腔的外侧多孔板上对应每个独立供水腔开有一进水孔，通过进水管连通供水箱，并在右侧水平供水腔的进水管路上设置水平止水阀门；土样室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，通过进水管连通供水箱，并在碎石层的进水管路上设置竖向止水阀门；

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

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