[发明专利]渗透试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及渗透试验装置及试验方法，试验装置包括内部设有水平贯穿的通道的底座、压力室罩、设于底座上部的开口套座、试样帽、透水材料和测压管，底座和压力室罩围成的压力室内的开口套座上方从低到高依次设有透水材料、土样、透水材料和试样帽，采用密封柔弹性材料将其包裹并连接在开口套座上，开口套座与底座的通道连通，压力室罩上部设有出水口和进水口，试样帽设有垂直贯穿自身的开孔通道，所述开孔通道通过水管与压力室罩上的出水口相连，底座通道的进水口与测压管相连。本发明利用密封柔弹性材料对试样的柔性接触，能很好地适应试样尺寸变化，其次对试样设置围压，实现密封柔弹性材料与试样之间紧密贴合，使测得的渗透系数更加准确。

技术领域

本发明属于土木工程试验技术领域，并具体涉及渗透试验装置及试验方法。

背景技术

传统土体的渗透试验分为常水头和变水头渗透试验，其中变水头渗透试验适用于细粒土(粘质土和粉质土)，主要采用的渗透装置有两种，一是土工试验规程(SL237-1999)规定的南55型渗透试验装置；二是公路土工试验规程(JTGE40-2007)规定的变水头渗透试验装置。两者的渗透容器主要由上盖、底座、套座、环刀、透水材料、螺杆等组成，用环刀在垂直或平行土样层面切取原状试样或扰动土制备成给定密度的试样，充分饱和后，按照试验操作步骤测量渗透系数。

针对冻融或干湿循环试样的渗透试验，土工试验规程(SL237-1999)和公路土工试验规程(JTGE40-2007)关于这方面内容暂未涉及。在实际试验过程中，试样经冻融或干湿循环作用时体积会发生胀缩现象，一方面若将环刀当成模具进行制样，试样连同环刀经过冻融或干湿循环后，因为环刀与试样随温度变化的胀缩属性不同，则两者间会出现脱开现象；另一方面若将试样从环刀取出，试样单独经过冻融或干湿循环后，再放入环刀内，即使在试样周围涂抹凡士林，也很难做到与环刀紧密贴合。一旦试样与环刀之间的孔隙通道作为一部分的渗流路径，则导致试验测量的渗透系数偏大。综上所述，传统土体的渗透试验装置适用范围有限，需将渗透装置进一步改进完善。

发明内容

本发明针对现有土工渗透试验装置存在的不足，提供了一种能够准确测量土体渗透系数的试验装置及试验方法，以及土样经冻融、干湿循环或者其他作用导致试样尺寸发生变化后的渗透系数。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种渗透试验装置，包括内部设有水平贯穿的通道的底座、与底座相连的压力室罩、设于底座上部的开口套座、试样帽、透水材料和为土样提供渗流液和渗透水压的测压管，底座和压力室罩围成的压力室内的开口套座上方从低到高依次设有透水材料、土样、透水材料和试样帽，采用密封柔弹性材料将透水材料、土样和试样帽包裹并连接在开口套座上，所述开口套座与底座的通道连通，压力室罩上部设有出水口和进水口，试样帽设有垂直贯穿自身的开孔通道，所述开孔通道通过水管与压力室罩上的出水口相连，底座通道的进水口与测压管之间的管路上设有进水阀门一。

进一步地，所述压力室罩的上部设有第一排气阀门。

进一步地，所述底座通道的另一端设有第二排气阀门。

进一步地，该装置还包括供水装置，供水装置的出水母管在第一节点处分为第一支管和第二支管，第一支管与压力室罩的进水口相连，压力室罩的进水口处设有进水阀门二，第二支管在第二节点处分为第三支管和第四支管，第三支管连接底座通道的进水口，第四支管连接所述测压管，进水阀门一设在第四支管上，第二支管上设有进水阀门三，所述的供水装置的最低水位高于测压管的最高水位，所述供水装置提供测压管的渗流液和压力室的土样围压。

进一步地，开口套座内部设有通孔，上端开口且高出底座，外尺寸与土样大小一致，所述底座通道连通所述开口套座的通孔。

进一步地，所述的底座与压力室罩之间密封连接，密封连接方式优选为底座与压力室罩之间通过密封圈和螺栓连接。

采用上述渗透试验装置的试验方法，包括如下步骤：