[发明专利]土体一维固结条件下垂直渗流试验方法有效
申请号: | 201410072866.3 | 申请日: | 2014-03-03 |
公开(公告)号: | CN103808643A | 公开(公告)日: | 2014-05-21 |
发明(设计)人: | 李志清;孙乔宝;王珏;周应新;李晶哲;王高;张汝文;钱坤;马赟;岳锐强 | 申请(专利权)人: | 中国科学院地质与地球物理研究所 |
主分类号: | G01N15/08 | 分类号: | G01N15/08 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100029 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 土体一维 固结 条件下 垂直 渗流 试验 方法 | ||
1.土体一维固结条件下垂直渗流试验方法,其特征是该方法采用一种试验装置,该装置包括集水瓶(2),水箱(11),加压框架(14),加压轴(16),第一渗流管(17),第二渗流管(18),渗流桶(20)和加压杠杆(41),集水瓶(2)顶部安装有瓶塞(1),集水瓶(2)安装有第一排气口(3),第二排气口(4),第三排气口(5),第一排气口(3)安装有第一阀门(6),第二排气口(4)安装有第二阀门(7),第三排气口(5)安装有第三阀门(8),集水瓶(2)通过连通管(36)与水箱(11)连接,连通管(36)两端分别安装有第四阀门(9)和第五阀门(10),水箱(11)连接第一渗流管(17),第二渗流管(18),渗流桶(20)和位移计(35),渗流桶(20)内装有试样(37),试样(37)顶部安装有顶帽(19),试样(37)底部安装有透水石(21),透水石(21)上面贴有试纸,透水石(21)下面安装有下底座(22),下底座(22)为螺旋形结构设计,渗流桶(20)一侧安装有第一取样口(23),第二取样口(24)和第三取样口(25),第一取样口(23)安装有第六阀门(26),第二取样口(24)安装有第七阀门(27),第三取样口(25)安装有第八阀门(28),渗流桶(20)对称一侧安装有第一监测口(29),第二监测口(30)和第三监测口(31),第一监测口(29)安装有第九阀门(32),第二监测口(30)安装有第十阀门(33),第三监测口(31)安装有第十一阀门(34),加压框架(14)通过加压轴(16)与顶帽(19)接触,加压框架(14)通过固定栓(12)与水箱(11)连接,加压框架(14)通过转动轴(13)与加压杠杆(41)连接,转动轴(13)连接有第一吊钩(38),加压杠杆通过第二吊钩(39)与砝码(15)连接,转动轴连接有大砝码(40),
采用该装置进行非饱和土体一维固结条件下垂直渗流试验方法如下:
(1)将下底座(22)安装于渗流桶(20)底部,下底座(22)上面安装透水石(21),透水石(21)上面安装滤纸,滤纸上面安装试样(37),打开第九阀门(32),第十阀门(33)和第十一阀门(34),通过第一监测口(29),第二监测口(30)和第三监测口(31)在试样(37)内部分别安装微型含水量探头,关闭第九阀门(32),第十阀门(33)和第十一阀门(34),用于监测试样37不同层位含水量变化情况;
(2)试样(37)上面安装顶帽(19),顶帽(19)与加压轴(16)接触,按照试样要求安装砝码(15),为试样(37)施加垂直固结压力,待砬移计(35)显示值达到试验要求后,固结完毕;
(3)关闭第一阀门(6),第二阀门(7),第三阀门(8),第四阀门(9),第五阀门(10),按照试验要求的定水头高度,调整集水瓶(2与水箱(11)之间的高差,且保持第三排气口(5)始终高于水箱(2)的上表面,打开瓶塞(1),注入纯净水至集水瓶(2)中,使集水瓶(2)内水面距离集水瓶(2)顶面3-5cm时停止注水,塞紧瓶塞(1);
(4)按照试验要求打开第一阀门(6)进行排气排水,待第一排气口(3)没有水流出后,关闭第一阀门(6),记录第一排气口(3)的刻度值及集水瓶(2)与水箱(11)上表面高差值,二者之和即为渗流试验的定水头高度值;
(5)打开第四阀门(9),再打开第五阀门(10),水进入水箱(2),第一渗流管(17)与第二渗流管(18)水面开始上升,水通过下底座(22),进入透水石(21)与滤纸后,沿试样(37)上升,从水进入第一渗流管(17)与第二渗流管(18)时,开始计时,记录渗流锋面沿试样(37)上升停止后所用时间,记录试样(37)内部浸湿水位刻度值,该刻度值与所用时间的比值,即为固结与定水头压力条件下试样(37)的渗透速率;
(6)打开第六阀门(26),第七阀门(27)和第八阀门(28),分别取土样进行含水量测定,并与试样(37)内部微型含水量探头获取的监测数据进行对比分析,
采用该装置进行饱和土体一维固结条件下垂直渗流试验方法如下:
(1)将下底座(22)安装于渗流桶(20)底部,下底座(22)上面安装透水石(21),透水石(21)上面安装滤纸,滤纸上面安装已经饱和过的试样(37),打开第九阀门(32),第十阀门(33)和第十一阀门(34),通过第一监测口(29),第二监测口(30)和第三监测口(31)在试样(37)内部分别安装微型含水量探头,关闭第九阀门(32),第十阀门(33)和第十一阀门(34),用于监测试样(37)不同层位含水量变化情况;
(2)试样(37)上面安装顶帽(19),顶帽(19)与加压轴(16)接触,按照试样要求安装砝码(15),为试样(37)施加垂直固结压力,固结水分通过下底座(22)排入水箱(11),待位移计(35)显示值达到试验要求后,固结完毕;
(3)关闭第一阀门(6),第二阀门(7),第三阀门(8),第四阀门(9),第五阀门(10),按照试验要求的定水头高度,调整集水瓶(2)与水箱(11)之间的高差,且保持第三排气口(5)始终高于水箱(2)的上表面,打开瓶塞(1),注入混有红墨水的纯净水至集水瓶(2)中,使集水瓶(2)内水面距离集水瓶(2)顶面3-5cm时停止注水,塞紧瓶塞(1);
(4)按照试验要求打开第一阀门(6)进行排气排水,待第一排气口(3)没有水流出后,关闭第一阀门(6),记录第一排气口(3)的刻度值及集水瓶(2)与水箱(11)上表面高差值,二者之和即为渗流试验的定水头高度值;
(5)打开第四阀门(9),再打开第五阀门(10),水进入水箱(2),第一渗流管(17)与第二渗流管(18)水面开始上升,水通过下底座(22),进入透水石(21)与滤纸后,沿试样(37)上升,从水进入第一渗流管(17)与第二渗流管(18)时,开始计时,记录红色渗流锋面沿试样(37)上升停止后所用时间,记录试样(37)内部红色渗流锋面刻度值,该刻度值与所用时间的比值,即为饱和固结与定水头压力条件下试样(37)的渗透速率;
(6)打开第六阀门(26),第七阀门(27)和第八阀门(28),分别取土样进行含水量测定,并与试样(37)内部微型含水量探头获取的监测数据进行对比分析。
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