[实用新型]秸秆材料渗透系数测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种秸秆材料渗透系数测试系统，属于材料渗透系数测量技术领域。 

背景技术

目前在地基处理领域，已有将秸秆材料作为排水体用于软土的排水固结，其排水固结的效果与秸秆材料的渗透系数密切相关，渗透系数又称水力传导系数，它定义为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，渗透系数愈大，则透水性愈强。而秸秆材料的渗透系数与其密度直接相关，因此不同密度下秸秆的渗透系数是秸秆材料排水固结法设计的重要参数。

对于渗透系数的测定装置，目前有土工试验中的“常水头法”渗透试验装置。常水头法渗透试验装置在整个试验过程中保持水头为一常数，其水头差也为常数，主要用于测定砂质土或无粘性土在常水头下的渗透系数。但常规的“常水头法”渗透试验装置并不适用于测定较长长度的秸秆材料（比如机械化收割后秸秆，其长度约40cm）的渗透系数，而且测定过程中不能控制秸秆的密度，因此对于测定这种具有较长长度的秸秆在不同密度下的渗透系数仍缺乏合适的测试装置。

发明内容

本实用新型的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种能测定不同密度的秸秆材料在“常水头”条件下渗透系数的测试系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种秸秆材料渗透系数测试系统，包括水头测量装置、用于装载秸秆材料的胶膜管和秸秆渗透框体，所述水头测量装置包括上、下水头管刻度表和常水头供水装置；所述胶膜管的两端分别设有与胶膜管密封连接的第一盖板、第二盖板，所述第一盖板上设有与常水头供水装置的出水口连通的进水口、与上水头管刻度表连接的上水头连接口，所述第二盖板上设有与下水头管刻度表连接的下水头连接口和第一出水口，所述第一出水口设有流量计；所述胶膜管贯穿所述秸秆渗透框体，所述秸秆渗透框体内设有可沿秸秆渗透框体内壁上下移动的传压板，所述传压板紧贴胶膜管。

本实用新型在测试秸秆材料渗透系数时，首先将一定长度的秸秆材料包裹在胶膜管中，将胶膜管的两端分别与第一盖板与第二盖板紧密连接，形成密封的渗透系统。然后通过传压板给胶膜管加压，调节压力达到所需的秸秆密度并维持传压板不反弹，此时可计算出秸秆渗透断面面积。再通过外接水源向储水槽供水，储水槽的储水量恒定，多余的水通过溢流口流出，形成测试所需的恒定水头，上水头管和下水头管的液面高差通过上、下水头刻度表直接读出。最后，在上水头管和下水头管恒定的水头差条件下，固定时间段内计量所述第一出水口的渗透出水量，按达西渗透定律即可计算秸秆材料在该级密度条件下的渗透系数。

因此，本发明克服了传统“常水头法”渗透试验装置仅能测定砂质土或无粘性土在常水头下渗透系数的缺陷，通过压力加载装置调节秸秆密度，并通过秸秆渗透框体密封秸秆材料并保持秸秆材料一定的体积密度，这样就可以实现秸秆材料在常水头条件和不同密度下渗透系数的测定。

上述技术方案的进一步改进是：还包括压力加载装置，所述传压板由压力加载装置驱动沿秸秆渗透框体内壁上下移动。优选的，所述秸秆渗透框体顶部设有反力架，所述压力加载装置是设置在所述反力架与传压板之间的气压加载装置，所述气压加载装置包括气囊，所述气囊固接有活塞杆，所述气囊的气体入口与气源连接，所述活塞杆紧贴所述传压板，这样在气囊充气后可以依靠反力架提供的反力顶住活塞杆，从而压迫传压板对秸秆材料施加竖向荷载。

优选的，所述秸秆渗透框体是方形框架，所述方形框架的左右两侧与胶膜管之间均设有用于防止秸秆材料在所述传压板压迫下发生侧向变形的限压板。进一步的，所述限压板为有机玻璃板。

优选的，所述常水头供水装置包括储水槽以及用于固定储水槽的立柱，所述储水槽可沿立柱上下移动；所述储水槽上设有溢流口和第二出水口，所述第二出水口即为常水头供水装置的出水口。

优选的，所述第一盖板和第二盖板均为圆形盖板，所述胶膜管的两端分别通过圆形压圈紧箍在所述第一盖板和第二盖板上。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型实施例一的主视示意图。

图2是图1中胶膜管、秸秆渗透框体和压力加载装置的俯视图。

图3是图2的A-A向剖面图。

具体实施方式

实施例