[实用新型]一种测定非饱和黏土渗透系数的简易装置

说明书

本实用新型公开了一种测定非饱和黏土渗透系数的简易装置，该装置主要由5个组件构成，核心组件为特制的有机玻璃桶，配套组件包括木质孔塞、取土器、压土器以及桶盖；有机玻璃桶的桶底设有若干个第一小孔，用于保证桶内的空气流通，桶壁四周布置有若干列竖向分布的第二小孔；木质孔塞用于塞住桶壁四周的第二小孔，防止土漏出；取土器包括空心的取土管和圆柱形握手，用于取土；压土器用于压实各层的土；桶盖用于合紧有机玻璃桶。本实用新型结构简单，使用方便，成本很低；在低成本的情况下，本实用新型能达到与其他复杂装置测出的非饱和土渗透系数相当的水平，非常适合野外或者不宜采用大型、复杂设备的场合。

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，涉及到渗透系数的测量，具体涉及一种测定非饱和黏土渗透系数的简易装置。

背景技术

非饱和土是指土体孔隙同时被水和空气填充，饱和度小于100％的土壤，是地球表面分布最广、且在实际工程中经常遇到的土体。天然边坡在遭遇连续降雨后失稳破坏、垃圾填埋厂地下污染物迁移过程、地基基础或路基中压实土的固结及膨胀土的降起等问题，都会涉及到非饱和土的渗透特性。渗透系数是指各向同性介质中单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度。

对不同初始孔隙比非饱和土渗透系数的试验测量及预测，相关工作具有重要的意义。然而对于非饱和土渗透系数的测定不能用常规室内试验(常水头法和变水头法)来测定，根据国内外学者的研究，现阶段对非饱和土渗透系数的测定方法一般为直接法或间接法。直接法主要有稳态试验方法和瞬态剖面法，测量过程需要很长时间，对仪器的精度要求很高，用现有的测试手段直接测定比较困难；间接法要用到土—水特征曲线和土的饱和渗透系数，再通过经验模型预测非饱和土渗透系数，得到的数据精度不高。因此，无论哪种方法，都不能准确且简单获得非饱和土的渗透系数。

国内外学者已经对非饱和土渗透系数的测定提出了很多具体的方法，并产生了较多发明，但大多数发明中用于测定非饱和土渗透系数的装置，不仅安装了土壤张力计，还设有诸多传感器，可与计算机连接进行数据实时监测。虽然这些已有发明能较为准确地测出渗透系数，但经济性价比不高，且仅适用于配备计算机的实验室等场合。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题和不足，本实用新型提供了一种测定非饱和黏土渗透系数的简易装置，本实用新型结构简单，使用方便，除了核心部件特制有机玻璃桶外，其余配套组件都很简单，成本很低；在低成本的情况下，本实用新型能达到与其他复杂装置测出的非饱和土渗透系数相当的水平，非常适合野外或者不宜采用大型、复杂设备的场合。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种测定非饱和黏土渗透系数的简易装置，该装置主要由5个组件构成，核心组件为特制的有机玻璃桶，配套组件包括木质孔塞、取土器、压土器以及桶盖；所述有机玻璃桶为向上开口的圆桶形结构，桶底的直径大于桶壁的直径，桶底设有若干个第一小孔，用于保证桶内的空气流通，桶壁四周布置有若干列竖向分布的第二小孔；所述木质孔塞为圆锥台状结构，用于塞住桶壁四周的第二小孔，防止土漏出；所述取土器包括空心的取土管和圆柱形握手，圆柱形握手将取土管的一端封闭，取土管用于取土；所述压土器的底部为一个扁圆柱体，直径略小于有机玻璃桶的桶壁内径，扁圆柱体的圆心处向上设有一个不低于有机玻璃桶高度的细长圆柱握手，压土器用于压实各层的土；所述桶盖为台阶形圆台结构，与有机玻璃桶的桶壁相匹配，用于合紧有机玻璃桶，防止漏气或混入其他杂质。

优选地，所述有机玻璃桶的桶高1500mm，桶壁厚5mm，内直径250mm，桶底厚度17mm，桶底直径350mm；桶底设有七个第一小孔，孔径50mm，沿中心均匀分布；桶壁四周布置有六列第二小孔，每隔131mm布置一列，每列第二小孔的孔间距为60mm，孔径为10mm，从桶底开始向上到1200mm高度为止。

优选地，所述木质孔塞的上部直径为9mm，下部直径为12mm，高度为15mm。