[实用新型]一种水泥土渗透变形测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程、土木工程等土工试验领域，尤其是针对低渗透性的水泥土渗透变形特性参数的测试装置。

背景技术

水泥土是由水、水泥、土按一定配比混合而成，具有环境友好和成本低，被广泛用于水库灌浆帷幕，大坝截渗墙等工程。水泥土作为防渗体的重要组成部分，其渗透变形特性是渗控工程设计所需的重要参数。室内物理模型试验是确定水泥土渗透变形特性的有效途径和方法。例如：郑瑞华等人提出了《大型无粘性土渗透破坏试验系统及应用》（参见《实验技术与管理》2007年第5期），顾金略等人提出了《伺服控制土石混合体压力渗透仪研究》（参见《工程地质学报》2009年17(5)），宋新江研制的水泥土渗透系数测定装置（CN101603913B），朱崇辉等研制的水泥土渗透变形仪（CN202421030U），徐文彬等研制的全尾砂胶凝骨料固结渗流联合试验装置（CN104729922A），顾冲时等研制的水工混凝土荷载渗透性能测试装置（CN101074912A）。

总体而言，国内外现有渗透变形试验装置一次只能对一个试样进行实验，为确定水泥土临界水力梯度，需进行多次试验，且渗透破坏试验的周期较长，而现有装置多采用三轴仪构造应力环境，成本高昂。

因此，研制一种水泥土渗透变形测试装置，同时对多个试样进行试验，以便合理地确定渗控工程设计所需的临界水力梯度等指标，成为本领域相关人员急需研究解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、操作方便、费用低廉、适应范围广的水泥土渗透变形测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种水泥土渗透变形测试装置，包括压力室、水泥土放样腔、水头控制系统以及围压系统，所述压力室包括密封罩以及通过紧固件装设于密封罩两端的上盖和底座，所述密封罩为带内螺纹的圆柱状钢筒（内径优选为400~500mm，壁厚8~15mm），所述水泥土放样腔包括通过外螺纹套接于密封罩内腔的压盖、多个设置于所述压盖和底座之间用来套设于水泥土试样外侧的橡胶膜以及放置于水泥土试样两端的透水石，所述压力室内腔与所述围压系统的出水端连通，所述水泥土放样腔上端的透水石与所述水头控制系统的出水端连通，水泥土放样腔下端的透水石与测渗流量管连通，所述上盖上设有泄气孔，密封罩的侧壁设有压力表和进水口。

作为本实用新型的进一步改进：

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述水头控制系统包括氮气瓶、高压储水罐以及多根钻杆（外径优选为50mm），所述高压储水罐的压力容器（内径优选为500mm，高为1200mm，壁厚15mm）顶部设有进气口、进水口、压力表以及泄气孔，底部设有多个出水口，所述氮气瓶通过设有减压阀的软管与高压储水罐的进气口连通，高压储水罐的各出水口均通过设置有流量计的软管连通一根钻杆，钻杆的出水端穿过所述上盖和压盖与水泥土放样腔上端的透水石连通。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述围压系统包括氮气瓶和小型压力容器，所述小型压力容器包括圆柱钢筒（内径优选为50mm，高为180mm，壁厚12mm）以及密封圆柱钢筒两端的上法兰盖和下法兰盖，所述上法兰盖上设有进气口和进水口，氮气瓶通过设有减压阀的软管与小型压力容器的进气口连通，所述圆柱钢筒侧壁设有压力表和出水口，圆柱钢筒的出水口通过软管与所述密封罩的进水口连通。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述上盖上设有多个钻杆通孔并于各钻杆通孔处均设有孔口管（内径优选为89mm），所述钻杆经孔口管和钻杆通孔穿过所述上盖，钻杆与孔口管之间通过孔口封闭器密封，钻杆的进水端设置压力表。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述底座包括圆形钢板（直径优选为550mm，厚15mm），所述圆形钢板上设置用于固定水泥土试样的凸起，各凸起处均设置1个渗流孔，所述水泥土放样腔下端的透水石放置于所述凸起上并与穿过所述渗流孔的测渗流量管连通。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述压盖包括与密封罩内腔螺纹连接的十字架外螺纹钢板（厚度优选为15mm），所述十字架外螺纹钢板上设有试样压盖，试样压盖上设有螺纹通孔，所述钻杆通过所述螺纹通孔穿过所述压盖。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述橡胶膜外设有抱箍。

上述水泥土渗透变形测试装置，优选的，所述高压储水罐的底部设有活动支架。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：