[发明专利]一种可控温度土体三轴渗透试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可控温度土体三轴渗透试验装置，主要用于对环境岩土工程中测试不同温度、不同轴压及围压条件相互作用下土体渗透特性的试验研究，属于环境岩土工程领域。

背景技术

伴随着城市化进程的加快，岩土工程特别是环境岩土工程的发展非常迅速，这对勘察、设计及施工都提出了更高的要求，岩士工程参数测试方法的确定对于定量评价污泥、淤泥、和污染土等处置工程的安全性具有重要工程意义，其中渗透系数是综合反映土体渗透能力的一个重要的指标，其值的正确性对渗透量的计算及各种力学性质有重要影响，对土工工程设计和施工有重要的指导意义。

温度对土体，特别是污泥、淤泥和污染土等的渗透性的有着重要的影响，主要体现在：随着温度的升高，废弃物的骨架产生热膨胀，使得本身就狭窄的喉道进一步缩小，从而引起渗透率的下降；另一方面温度的升高促进和加剧了土体颗粒的分散，分散后的土体颗粒堵塞了孔隙喉道，从而较大程度地降低了土体的渗透率。

目前，可控温度且考虑试验过程试样空隙度变化的土体三轴渗透仪设备尚缺乏。已有的测量仪器存在如下问题：法向施压不均，试样边界受到压紧，导致试样边界部分的压力大于中间部分受到的压力；大多数仪器采用高位水箱提供压力水头，压力受限，难以进行大压差的渗透试验，且手动调节阀来调节压力，渗透仪内的压差不稳定，试验的可信度大大降低；所用的渗透仪多为铜材仪器，操作工程均为暗箱操作，试验过程中不便于观察和控制；现有的硬壁渗透仪存在侧壁渗漏及试样饱和速度慢的问题，导致试验时间过长，精度不高等问题；试样在受轴向压力时会发生变形，试样孔隙度发生改变，试样的渗透性能发生变化，而现有的多数仪器在做渗透系数计算时没有考虑试验过程中试样孔隙度的变化，导致测量的结果精度不高。目前试验测试手段难以对土工试样特别是环境岩土工程(污泥、淤泥和污染士等)土工试样的渗透性能进行精准、快速的测量。

一些环境岩土工程，如垃圾填埋场防渗及自身垃圾土体的渗流问题、污染土体的热修复、污泥填埋及改性工程应用(防渗衬层、垃圾填埋场封场等)及湖泊江河的清淤等都涉及到土体在不同温度、不同轴压、不同围压等工况相互作用下的渗透性能问题，针对工程中的这些实际问题，迫切需要研发出适用于工程实际的渗透试验仪器，即：试样温度可控、饱和速度快、孔隙率时空监测、轴压围压稳定的渗透仪来解决上述问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种在不同温度、不同轴压、不同围压等条件相互作用下土体的渗透性能测定的可控温度土体三轴渗透试验装置。

为了实现上述目的，其技术解决方案为：可控温度土体三轴渗透试验装置的围压腔体和围压腔体上盖构成密封腔体，围压腔体为透明夹层状，围压腔体上盖上设置有排气阀，轴压装置位于围压腔体和围压腔体上盖构成密封腔体内，轴压装置上设置有活塞行程制动，轴压装置上的管道穿过围压腔体上盖并通过密封螺母固定于围压腔体上盖的下方，轴压装置上的管道与真空抽气装置连接，管道上依次设有水位显示器和气体电磁阀，轴压装置下方设置有上透水盖头，上透水盖头和轴压装置之间设有密封圈，上透水盖头侧壁上开有环形上密封槽，下透水盖头位于围压腔体内的底部，下透水盖头上的管道穿过围压腔体的底部并通过密封螺母密封，下透水盖头侧壁上开有环形下密封槽，恒温水浴装置通过管道分别与下透水盖头上的管道、围压加压水罐进液口及轴压加压水罐进液口连接且管道上分别设置有液体控制阀，在下透水盖头的管道与液体控制阀之间依次设置有液体电磁阀及流量测量装置，液体电磁阀与液体体积测量仪连接，轴压装置、上透水盖头及下透水盖头在同一轴心线上，压力气体装置通过输气管道分别与第一气液调节阀、第二气液调节阀的进气口连接且输气管道上分别设有气体电磁阀，第一气液调节阀、第二气液调节阀的出气口通过输气管道分别与轴压加压水罐、围压加压水罐的进气口连接，轴压加压水罐、围压加压水罐的顶端分别设置有排气阀，第一气液调节阀的液仓通过输水管道分别与轴压加压水罐的出液口和轴压装置与真空抽气装置之间的管道连接，和轴压装置与真空抽气装置之间的管道连接口位于水位显示器和气体电磁阀之间，第二气液调节阀的液仓通过输水管道分别与围压加压水罐的出液口和围压腔体的进液口连接，连接轴压加压水罐和第一气液调节阀的输水管道上设置有压强测量装置，压强测量装置位于上透水盖头的底部所在的平面，连接围压腔体和第二气液调节阀的输水管道上依次设置有流量测量装置、液体控制阀及压强测量装置且流量测量装置、液体控制阀位于围压腔体和围压加压水罐之间。

所述的轴压加压水罐和围压加压水罐外设置有保温层。

所述的输水管道外设置有保温层。