[发明专利]一种可调压免计时常水头渗透性测试装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及水利、水文地质及工程地质领域，可用于测定土壤及砂土渗透系数。

【背景技术】

在实验室内测定土的渗透系数方法很多，根据其原理可分为常水头和变水头两种。常水头测试方法适用于透水性大(k＞10^-3cm/s)的粗粒土，一般采用70型常水头渗透仪测试。该渗透仪为设置一柱状圆筒，侧面设置三个与圆筒内壁相连通的测压L型玻璃管，并设置压力刻度表。圆筒顶端与底端分别设置溢流孔与出水孔，底端出水孔用橡皮管连接，通过调节下端出水孔橡皮管的高度来改变水力梯度。具体测试方法为将待测土样装填进圆筒，用自来水充当常水头给圆筒里充水，使水位保持在溢流孔附近，待出水孔流量稳定后，按动秒表测量在单位时间内通过土样的渗流量，根据V＝kI＝Q/At计算渗透系数，其中A为土样横断面面积。该种测试仪器主要存在以下两点不足，一是通过自来水来设定常水头存在误差，自来水本身流量并不稳定，且溢流孔对水位的控制调节能力范围有限，反应存在滞后性，自来水流量的突然增大或减小都会导致测量结果的不准，另外通过人工计时存在反应时间误差，也会导致测量结果的不准。

【发明内容】

本发明提供一种可调压免计时常水头渗透性测试装置及方法，能准确控制常水头且无需人工计时。

本发明采用以下技术方案：

一种可调压免计时常水头渗透性测试装置，包括试样筒，该试样筒的进水口通过管道连接有供水调压装置，试样筒的出水口通过管道连接有量水桶和计时瓶，所述供水调压装置内安装有调压压力的调节管，所述计时瓶上设置有计时刻度，该计时刻度每一小格的时间尺度与相应水压下水的流量匹配。

所述试样筒的进水口位置至少高于土样的高度。

所述量水桶和计时瓶包括依次放置的量水桶和计时瓶，所述计时瓶的顶部连接有导流管，该导流管通过管道连接在试样筒的进水口；所述导流管和量水桶的入水口倾斜成坡度。

所述供水调压装置内设置的调节管安装在瓶盖上，并伸入到供水调压装置内部。

所述量水桶和计时瓶的高度不高于供水调压装置内压力调节管的最低位置。

所述供水调压装置安装有三个压力调节管，分别为低压调节管、中压调节管和高压调节管，这三个调节管的最低位置依次升高。

一种可调压免计时常水头渗透性测试装置的测试方法，向供水调压装置内灌水，保证不漏气，向试样筒内承装土样；水流自供水调压装置流入到试样筒内后，经过土样后，流入到量水桶和计时瓶，待水流稳定流动一段时间后，将量水桶与计时瓶内的水倒掉，重新开始测量，最后根据公式V＝kI＝Q/At计算渗透系数k，其中，I＝h1/L，Q为量水桶中的水量，t为计时瓶中的时间，A为土样的横截面积，L为土样的高度，h1为水头损失高度。

重新开始后测量时，待量水桶与计时瓶中水量过半时停止测量。

所述水流稳定流动指量水桶入水口的水流稳定流动。

一种可调压免计时常水头渗透性测试装置的测试方法，包括以下步骤：

(1)打开供水调压装置出水孔的第一阀门，给供水调压装置内灌满水，盖紧瓶盖，以不漏气为准，打开与测试压力状态相同的调压管，其他调压管关闭，将土样装填进试样筒，打开计时瓶内与测试压力状态相同的压力阀门，关闭其他压力阀门；

(2)打开供水调压装置出水孔的第一阀门，水流自供水调压装置流入到试样筒内，经土样渗透后，流入到量水桶和计时瓶，待水流稳定流动一段时间后，将量水桶与计时瓶内的水倒掉，重新开始测量，最后根据公式V＝kI＝Q/At计算渗透系数k，其中，I＝h1/L，Q为量水桶中的水量，t为计时瓶中的时间，A为土样的横截面积，L为土样的高度，h1为水头损失高度。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明在试样筒的进水口通过管道连接供水调压装置，试样筒的出水口通过管道连接量水桶和计时瓶，所述供水调压装置内安装有调压压力的调节管，所述计时瓶上设置有计时刻度，该计时刻度每一小格的时间尺度与相应水压下水的流量匹配。这样，本发明通过供水调压装置内的调节管对自来水的压力进行调节，以避免自来水流量的突增或突减引起的误差，通过计时瓶对渗透的水流进行计时，避免人工计时存在的反应时间误差。因此，本发明装置可以精准控制常水头，保证检测的准确性。

【附图说明】

图1为本发明测试装置的正视图；

图2为本发明供水调压瓶的正视图；

图3为本发明供水调压瓶的俯视图；

图4为本发明试样筒的正视图；

图5为本发明试样筒的俯视图；