[发明专利]一种多功能岩土渗透系数测定装置及测试方法

说明书

一种多功能岩土渗透系数测定装置及测试方法，涉及土壤渗透系数测试领域。本发明是为了解决现有的土壤渗透测定装置无法针对不同温度、不同冻融循环次数及不同荷载作用下的土壤渗透系数进行测定的问题。本发明中隔热保温箱体的顶部开有进水口，底部开有出水口；岩土渗透承载机构的底部开有出水口，岩土渗透承载机构放置在隔热保温箱体中，岩土渗透承载机构底部的出水口与隔热保温箱体底部的出水口相通；储水管通过水管连接到隔热保温箱体顶部的进水口，为岩土渗透承载机构供水；控温机构连接在隔热保温箱体上，用于隔热保温箱体内温度的调控；加压器连接在储水管上，用于调节流过岩土渗透承载机构中的水压。本发明主要用于测试土壤的透水系数。

技术领域

本发明涉及土壤渗透系数测试领域，尤其涉及一种多功能岩土渗透系数测定装置及测试方法。

背景技术

土壤渗透性是综合反映土体渗透能力的一个重要的物理指标。渗透性的优劣主要取决于土体颗粒的形状、大小、有机质的含量和水的粘滞性等，在土壤水分平衡、灌溉、排水、土壤改良等研究中，经常需要进行测定。现有土壤渗透测定装置存在以下问题：无法实现温度控制，只能通过温度修正进行；无法模拟荷载作用下岩土渗透性能的变化规律；无法实现冻融作用后土体渗透系数的测定。本发明针对目前渗透测定装置存在的上述问题进行了改良，使得不同温度、不同冻融循环次数及不同荷载作用下土壤渗透系数的测定得到简化。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有的土壤渗透测定装置无法针对不同温度、不同冻融循环次数及不同荷载作用下的土壤渗透系数进行测定；进而提供一种多功能岩土渗透系数测定装置及测试方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种多功能岩土渗透系数测定装置，包括隔热保温箱体、储水管、岩土渗透承载机构、控温机构和加压器；所述隔热保温箱体的顶部开有进水口，隔热保温箱体的底部开有出水口；所述的岩土渗透承载机构中装有待测岩土，岩土渗透承载机构的底部开有出水口，所述的岩土渗透承载机构放置在隔热保温箱体中，岩土渗透承载机构底部的出水口与隔热保温箱体底部的出水口相通；所述的储水管通过水管连接到隔热保温箱体顶部的进水口，为岩土渗透承载机构供水；所述的控温机构连接在隔热保温箱体上，用于隔热保温箱体内温度的调控；所述的加压器连接在储水管上，用于调节流过岩土渗透承载机构中的水压。

利用测定装置测量待测岩土渗透系数的方法，具体测量过程如下：

步骤1：将待测岩土置于环刀内静压成型，成型后用热熔胶将环刀外壁上接有导线处密封；

步骤2：将一定量的凡士林均匀涂抹到环刀的外壁及导热型保护壳的内壁，然后将环刀放于导热型保护壳内，保证环刀与导热型保护壳之间的空隙被凡士林完全填充；

步骤3：将装有环刀的导热型保护壳置于两块透水石之间，并确保两块透水石分别与环刀的上端面和下端面紧密贴合，然后通过螺栓将上盖体及下箱体紧密贴合密封；

步骤4：通过控制控温机构调节隔热保温箱体内的温度，使得待测岩土处于冻融循环状态或者某一温度状态下；

步骤5：打开连接在储水管与隔热保温箱体之间的调节阀，由储水管向隔热保温箱体内的岩土渗透承载机构注入测定用水，测试用水在重力作用下依次经由处于上方的透水石、待测岩土、处于下方的透水石、支撑环、导热型保护壳和隔热保温箱体流出；待有水滴自隔热保温箱体出水口流出时，开始多次读取储水管水位的高度、小型孔隙水压力传感器以及温度传感器所测孔隙水压力及温度；

步骤6：将隔热保温箱体的出水口封堵上，加压器与储水管之间的调节阀打开，启动加压器以实现岩土渗透承载机构中待测岩土的加载，通过位于加压器与储水管之间的气压计测得水压并调节加压器的压力，待加载结束后关闭加压器并释放压力，以进行后续渗透系数的测定；

步骤7：计算岩土在温度传感器所示温度下的渗透系数k：