[发明专利]一种室内测试泥膜渗透系数的装置及方法

权利要求书

1.一种基于室内测试泥膜渗透系数的装置进行室内测试泥膜渗透系数的方法，其特征在于，所述基于室内测试泥膜渗透系数的装置包括泥浆渗透成膜机构以及泥膜渗透系数测量机构；泥浆渗透成膜机构用于泥浆渗透成膜；泥膜渗透系数测量机构包括变水头管、刻度尺以及供水瓶；变水头管的底部能与泥浆渗透成膜机构中泥浆渗透侧连通；刻度尺设于变水头管上；供水瓶的上部并列设有接水源管与排气管，排气管的底部高度高于接水源管的底部高度；供水瓶通过细管与变水头管的底部连通，并能向变水头管中供水，细管上设有第三排水阀；泥浆渗透成膜机构包括有机玻璃柱、第一排水阀、法兰盘、空气压缩机、调压装置以及底座；有机玻璃柱的下端设于底座上，有机玻璃柱的底部从下向上依次设置有钢丝网与土工布；第一排水阀设于有机玻璃柱的底部；有机玻璃柱的顶端设有能拆卸的法兰盘，法兰盘的中心位置处设有进气口；空气压缩机通过进气口与有机玻璃柱的上部连通，调压装置设于空气压缩机与有机玻璃柱之间；有机玻璃柱的侧面在上方设有第四排水阀、在下方设有排泥阀；变水头管与有机玻璃柱间设有第二排水阀；变水头管能穿过底座并与钢丝网的下方连通；有机玻璃柱上设有刻度线；还包括烧杯，烧杯设于有机玻璃柱底部，并位于第一排水阀出口处；

所述方法包括如下步骤：

步骤一，确定土工布类型：土工布类型的选择保证土工布的等效孔径与有机玻璃柱所在地层的平均孔径的误差范围在±0.1mm；

步骤二，泥浆渗透成膜：测试时首先关闭第三排水阀，通过接水源管向供水瓶中注水；在有机玻璃柱内由下向上依次铺设钢丝网与土工布；关闭第一排水阀、第四排水阀以及排泥阀，打开第二排水阀与第三排水阀，将土工布反向饱和后关闭第二排水阀与第三排水阀，用引流棒通过有机玻璃柱口向有机玻璃柱中加入泥浆；密封法兰盘，打开空气压缩机，通过调压装置设定泥浆渗透压力，打开第一排水阀进行渗透实验，记录泥浆渗透过程中滤水量；

步骤三，测量泥膜渗透系数：当泥浆在土工布表面形成泥膜后，关闭第一排水阀、调压装置以及气压源，通过刻度线测量泥膜厚度后，打开排泥阀，排净有机玻璃柱内剩余泥浆；通过排泥阀向有机玻璃柱内注水，水位加至第四排水阀的高度时停止注水，关闭排泥阀，打开第四排水阀；打开第二排水阀与第三排水阀，将连通有机玻璃柱与变水头管的水平段细管注满水，关闭第二排水阀，调节变水头管内液面高度后关闭第三排水阀：打开第二排水阀，观察若第四排水阀有水滴出，则发生渗流，若没有水滴出，则继续增加变水头管内液面高度；记录变水头管中水头高度h 1 ，同时开启秒表，记录发生渗流时间t后的变

水头管中水头高度h 2 ，计算渗透系数k，

其中，a为变水头管的内截面积，单位cm ² ；L为泥膜厚度，单位cm；t为测读变水头管中水头高度的时间，单位s；h 1 为变水头管的起始水头高度，单位cm；h 2 为变水头管的终止水头高度，单位cm；保证h 1 与h 2 的高度差大于10cm，测试时间t不超过3-4小时；A为有机玻璃柱的内截面积；

步骤四，重复实验：重复步骤三3-4次，每次测量时改变初始渗透水头h 1 和时间间隔t。

2.根据权利要求1所述的室内测试泥膜渗透系数的方法，其特征在于，步骤二中，所述泥浆的用量不超过有机玻璃柱的最大刻度线。