[实用新型]一种快速测量黏土渗透系数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土体物理性能试验测试领域，特别是一种快速测量黏土渗透系数的系统装置。

背景技术

在渗透性是土体非常重要的物理性质，它不仅与土体的微观结构密切相关，而且关系到土体的工程性质。对于防渗要求较高的工程来说，渗透性的劣化会导致工程在寿命期内产生裂缝、渗漏以及防渗失效等危害。那么准确而有效的评价土体的渗透性，至关重要。渗透系数作为表征土体渗透性的指标，目前的测试方法大体分为常水头和变水头法。即给土样一个恒定压力水头或是变化压力水头，使得水流自然下渗，记录水头差以及时间差，利用达西定律反解渗透系数。该方法对于渗透系数较大的砂性土来说，较为适用。然而对于低渗透性的黏性土，在较小的压力水头下渗流速度慢，测试时间长，蒸发量以及温度变化带来的影响不容忽视。但是高渗透压力水头并不容易获取，在室内测试时，搭建高渗透压力水头耗时耗力，并不经济实用。不仅如此，渗透系数测试过程需要定期记录数据，人工操作繁琐且误差较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种快速测量黏土渗透系数的装置，能够解决室内测量低渗透性土体的渗透系数时渗透流速小，测量耗时长，人工记录误差大等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种快速测量黏土渗透系数的装置，包括集水器、水泵、渗透装置，集水器、水泵、渗透装置之间分别通过第一导管、第二导管及第三导管相互连通；在第二导管上设有旁导管，旁导管与空气压缩机连通；所述第一导管、第二导管输入端、第二导管输出端及旁导管上均安装有电磁阀；所述第二导管输出端的电磁阀上方安装有压力传感器；集水器下方设有称重传感器。

所述渗透装置包括装样器，装样器上端设透水石、下端设反滤层、中间装有土样。

所述第二导管包括连接管和渗透管，其中渗透管为硬质材料制成的管道，渗透管下端靠近装样器按顺序连接压力传感器、电磁阀。

所述连接管上、位于旁导管上方设有带电磁阀的放气管。

所述数据采集控制装置包括数据采集卡、PC机、继电器，压力传感器及称重传感器通过数据采集卡与PC机连接，PC机另外与继电器连接，继电器与各个电磁阀、水泵、空气压缩机连接。

本实用新型一种快速测量黏土渗透系数的装置，具有以下技术效果：

1)、基于达西定律和水流连续性方程，利用气压代替水压加压，从而提供高渗透压力梯度，克服了低渗透性土体渗透流速小而导致低渗透性土体测试耗时耗力的问题，且不仅能快速测得土体的渗透系数，而且在此过程中可以求得土体的孔隙率。具有经济高效的优点。

2)、由于该装置均通过自动控制完成数据采集，且结构简单，操作方便，解决了人工计数误差较大的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型中渗透装置的示意图。

图3为本实用新型中数据采集控制装置的示意图。

图4为集水器集水速率时间曲线。

图中：集水器1、水泵2、渗透装置3，第一导管4，第二导管5，第三导管6，旁导管7，空气压缩机8，电磁阀9，压力传感器10，称重传感器11，装样器12，透水石13，反滤层14，土样15，连接管16，渗流管17，放气管18，数据采集卡19，PC机20，继电器21。

具体实施方式

如图1-2所示，一种快速测量黏土渗透系数的装置，包括集水器1、水泵2、渗透装置3。集水器1通过第一导管4与水泵2连接，并通过电磁阀9控制中断。水泵2通过连接管16与渗流管17连接，渗流管17与渗透装置3连接。在连接管16的旁路上设有旁导管7，旁导管7与空气压缩机8连通。而连接管16上位于旁导管7下方、旁导管7上均设有控制通断的电磁阀9。所述渗透装置3下方通过第三导管6与集水器1连接，构成一个水通路。而在渗流管17下端靠近装样器12按顺序连接压力传感器10、电磁阀9，通过压力传感器10检查渗流管17内的水头值并调节该处电磁阀9的启闭，进行实验。在集水器1下方设有称重传感器11，在进行测定过程中可定期对集水器1中的水量进行检测。

整个装置的控制及数据收集是通过数据采集控制装置完成的，所述数据采集控制装置包括数据采集卡19、PC机20、继电器21，压力传感器10及称重传感器11通过数据采集卡19与PC机连接，PC机另外与继电器连接，继电器与各个电磁阀9、水泵2、空气压缩机8连接。由此实现自动控制，并连续测量记录。