[发明专利]一种渗流力的量测装置及其量测方法

说明书

本发明涉及一种渗流力的量测装置及其量测方法，它包括土样室桶身，所述土样室桶身上端安装有水压力室桶身，所述土样室桶身内部上端放置与土样室桶身内壁直径相同的上透水石，所述土样室桶身下端与渗出水收集室桶身上端连接，所述土样室桶身和渗出水收集室桶身之间设置有下透水石，所述水压力室桶身的顶部中心安装有导水管，导水管与GDS压力系统连接，所述渗出水收集室桶身的底部连接有水压传感器和导水管，所述渗出水收集室桶身放置在压力盒上，压力盒固定在底座上，所述水压力室桶身的顶部设置有饱和器，所述饱和器和渗出水收集室桶身之间安装有长螺栓并夹紧。可用于对比分析研究实际量测值与理论计算值的差距及其原因。

技术领域

本发明是一种不同水力梯度作用下量测渗流力的装置及其方法，属于土的渗流研究领域。

背景技术

我国是一个地质灾害频发的国家，随着我国大量世纪工程的建设，面临大量的工程地质问题；而地下水的作用是工程地质中的一个重要课题，地下水在土中渗流会对土颗粒施加作用力，即渗流力，当渗流力过大时就会引起土颗粒或土体的移动，产生渗透变形，甚至渗透破坏，如边坡破坏，地面隆起，堤坝失稳等现象。现今对渗流力还停留于理论计算的层面，假想对土样的土骨架和水分开来取隔离体，采用静力学的极限平衡思想求解渗流力，缺少量测渗流力的装置及其方法，因此，对渗流力的准确量测对研究工程中的渗透作用影响具有重要的实际意义。

发明内容

针对现今对渗流力还停留于理论计算的层面，本发明提供了一种不同水力梯度作用下量测渗流力的装置及其方法，并可用于对比分析研究实际量测值与理论计算值的差距及其原因。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种渗流力的量测装置及其量测方法，它包括土样室桶身，所述土样室桶身上端安装有水压力室桶身，所述土样室桶身内部上端放置与土样室桶身内壁直径相同的上透水石，所述土样室桶身下端与渗出水收集室桶身上端连接，所述土样室桶身和渗出水收集室桶身之间设置有下透水石，所述水压力室桶身的顶部中心安装有导水管，导水管与GDS压力系统连接，所述渗出水收集室桶身的底部连接有水压传感器和导水管，所述渗出水收集室桶身放置在压力盒上，压力盒固定在底座上，所述水压力室桶身的顶部设置有饱和器，所述饱和器和渗出水收集室桶身之间安装有长螺栓并夹紧。

所述土样室桶身和水压力室桶身的结合面设置有两圈上环形防水橡胶垫。

所述上透水石能够在土样室桶身内部上下移动。

所述土样室桶身和渗出水收集室桶身的结合面设置有下环形防水橡胶垫。

所述水压力室桶身的顶部加工有排气孔，所述排气孔上安装有螺丝。

所述导水管上安装有阀门控制水的流量。

采用任意一种渗流力的量测装置的量测方法，它包括以下步骤：

步骤一，将土样室桶身置于光滑平整的木板上，在桶底放上与桶身内径相同的滤纸，将要测试的土骨料分两次装入土样室桶身内，每完成一次装样后振捣试样使之密实，将土样室冒出的土样用钢刀刮平，放上与桶身内径相同的滤纸，滤纸上面放上透水石；

步骤二，将土样与透水石连接，一起放入真空饱和缸进行3个小时抽真空，然后进行10个小时的饱和，使土样与透水石充分饱和；

步骤三，将得到的饱和土样与装置组装好；

步骤四，启动GDS压力控制系统开始向水压力室注水，赶走室内气体，使得整个压力充满水、整个桶内达到饱和状态；

步骤五，压力盒读数清零；

步骤六，启动GDS压力控制系统向水压力室注水，增大水压力室的压力，记录水压力室内的水压u₁；