[发明专利]低渗透黏土的渗透性测试实验系统

摘要

本发明提供了一种低渗透黏土的渗透性测试实验系统，属于土工黏性土渗透性测试领域，包括能够提供微小水头和高压水头的水头供给单元，对试样进行夹持加压的试样处置单元，提供渗流液和收集液体的供水储水单元，对实验数据进行采集和处理的数据采集处理单元，控制实验环境的恒温箱。该系统结合土工渗透性测试的变水头和常水头原理，引进现代数据采集技术，有效的提高了测试精度。在科学研究方面：该装置可提供温度，荷载，水头差作为变量，当提供不同含水率的低渗透黏土试样时，也可将含水率作为变量进行试样的渗透性研究，可进行常‑变水头的转换应用；在工程参数需要方面，该装置可应用高压变水头测定低渗透黏土渗透系数，有效缩短实验时间。

主权项

1.低渗透黏土的渗透性测试实验系统，其特征在于，包括水头供给单元、对试样(34)进行夹持加压的试样处置单元(26)、供水储水单元、数据采集处理单元和恒温箱(17)；/n所述水头供给单元包括步进电机(10)，与步进电机(10)连接的涡轮减速升降机(9)，置于涡轮减速升降机(9)上部的储水罐(8)，与储水罐(8)顶部联通的水头柱(13)，所述水头柱(13)的底部设置有球阀(12)，所述水头柱(13)的中部设置有浮片挡板(43)，所述浮片挡板(43)顶面设置有浮片(44)；/n所述储水罐(8)还通过输气管(5-4)连接有压缩空气站(1)；/n所述储水罐(8)的顶部安装有泄压阀(3)；/n所述对试样(34)进行夹持加压的试样处置单元(26)包括第一反力板(27-1)，置于第一反力板(27-1)上部的伺服千斤顶(30)，置于伺服千斤顶(30)顶部的第一封堵件(31-1)，置于第一封堵件(31-1)侧面的第一密封橡胶圈(45-1)，与第一密封橡胶圈(45-1)吻合接触的下环刀座(33-1)，置于下环刀座(33-1)底部并限定下环刀座(33-1)位置的第一固定钢环(35-1)，置于第一封堵件(31-1)顶面的第一透水石(32-1)，置于第一透水石(32-1)上部的试样(34)，置于试样(34)上部的第二透水石(32-2)，与试样(34)侧面吻合接触的环刀(37)，与环刀(37)侧面吻合接触的外部带有螺纹的环刀套环(38)，与环刀(37)顶面和顶部侧面吻合接触并限定环刀(37)位置的上环刀座(33-2)，置于上环刀座(33-2)与环刀套环(38)之间的第四密封橡胶圈(45-4)，置于环刀套环(38)与下环刀座(33-1)之间的第三密封橡胶圈(45-3)，连接上环刀座(33-2)与环刀套环(38)的内部带有螺纹的上固定环(36-2)，连接下环刀座(33-1)与环刀套环(38)的内部带有螺纹的下固定环(36-1)，置于第二透水石(32-2)顶部的第二封堵件(31-2)，第二密封橡胶圈(45-2)设置于第二封堵件(31-2)的侧面，置于上环刀座(33-2)顶部的限定上环刀座(33-2)位置的第二固定钢环(35-2)，置于第二封堵件(31-2)顶部凹槽内的轴承(39)，置于轴承(39)顶面的转动位移杆(40)，与转动位移杆(40)通过螺纹接触的第二反力板(27-2)，立于第二封堵件(31-2)顶面并且穿过第二反力板(27-2)的直立的钢直尺(21)；/n所述第一反力板(27-1)、第二反力板(27-2)、第一固定钢环(35-1)和第二固定钢环(35-2)均通过螺母(28)固定在螺杆(29)上；/n所述第一封堵件(31-1)上布置有入水口(42)，所述第二封堵件(31-2)上布置有出水口(41)；/n所述储水罐(8)通过渗流液传输管(5-1)与试样处置单元(26)中的入水口(42)相连通；/n所述供水储水单元包括置于恒温箱(17)内部并且高度高于水头柱(13)和试样处置单元(26)的能保持恒温供水的供水箱(18)，置于恒温箱(17)外部的收集渗流液的溢流液收集瓶(22)和废液收集箱(24)；/n所述供水箱(18)通过供水管(5-2)与储水罐(8)相连通，所述溢流液收集瓶(22)通过溢流管(19)与出水口(41)连接；/n所述废液收集箱(24)通过废液排放管(5-3)连接有三通开关(6)，所述三通开关(6)的一端通过渗流液传输管(5-1)与试样处置单元(26)中的入水口(42)相连通；所述三通开关(6)的另一端通过渗流液传输管(5-1)与储水罐(8)底部相连通；/n所述数据采集处理单元包括置于输气管(5-4)上测量压缩空气站(1)的供气气压的气压传感器(4)，固定于水头柱(13)顶面测量渗流过程水头柱(13)内水头的激光测距传感器(14-1)，置于伺服千斤顶(30)上测量试样(34)的高度变化的位移计(14-2)，置于恒温箱(17)侧壁上的测量恒温箱(17)内部工作温度的第一温度传感器(16-1)，置于供水箱(18)内部的测量供水箱(18)内部水温的第二温度传感器(16-2)，与溢流液收集瓶(22)底面接触的测量渗流液体质量的电子天平(23)；/n所述气压传感器(4)、激光测距传感器(14-1)、位移计(14-2)、第一温度传感器(16-1)、第二温度传感器(16-2)分别通过导线与数据采集器(20)连接，所述数据采集器(20)和电子天平(23)分别通过导线与工作站(25)连接。/n