[发明专利]一种可测层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置

说明书

本发明公开了一种可测层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置，包括支撑系统、上游供水装置、渗透装置、下游液体收集装置和数据采集系统；所述支撑系统用于控制渗透装置中试样室与水平方向的夹角；与渗透装置连接的上游供水装置用于饱和试样及提供渗透试验中所需的渗透液体；与渗透装置连接的下游液体收集装置用于收集从试样室渗透的液体；数据采集系统用于将采集的数据传输至计算机进行渗透系数的计算。本发明能够反复多次利用同一试样进行渗透试验得出不同角度下试样的渗透系数，避免不同试样在渗透性能上的差异，更为精确和高效地得到土体多角度渗透系数。

技术领域

本发明涉及一种可测层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置，属于土工试验技术领域。

背景技术

土的渗透性，与强度、变形特性一起是土力学中的几个基本课题，强度、变形、渗流之间是相互影响、相互关联的关系。土体渗透系数是反映土体透水性能的定量指标，在工程中评价土体的透水能力、抗渗透变形能力、抗渗透破坏能力等的一个极其重要的指标。土木工程领域内许多工程问题都与土中水的渗流密切相关，如压实路基引起土体结构具有了层状特性，具有层状性质的土体发生不均匀沉降的现象与土体的渗透性能有一定的关系，即土体在不同角度下的渗透性能表现出明显差异。如何通过试验给出层状土体多角度渗透系数，并对其渗透特性与工程特性的相关性进行深入研究具有重要的科研意义和现实意义。

目前常用于测定土体渗透系数的仪器有三轴渗透仪、TST-70型渗透仪、TST-55型渗透仪等，都普遍存在试样尺寸较小、提供的渗透压力小、无法测量多角度土体渗透系数等缺陷。不少学者针对特定问题，对常规渗透仪进行了改进或研制了新的渗透仪，但仍无法实现同一仪器中对层状砂砾类土体规定多角度渗透系数的测量，影响了土体渗透性的测试及研究。对于此类问题需要研制一种土体渗透系数各向异性测量装置以测试层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置，应用于边坡及路堤渗透稳定性工程分析中。

发明内容

本发明提供了一种可测层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置，以用于实现多角度渗透系数的测量。

本发明的技术方案是：一种可测层状砂砾土体多角度渗透系数试验装置，包括支撑系统、上游供水装置、渗透装置、下游液体收集装置和数据采集系统；所述支撑系统用于控制渗透装置中试样室31与水平方向的夹角；与渗透装置连接的上游供水装置用于饱和试样及提供渗透试验中所需的渗透液体；与渗透装置连接的下游液体收集装置用于收集从试样室31渗透的液体；数据采集系统用于将采集的数据传输至计算机进行渗透系数的计算。

所述支撑系统包括底座11、竖杆12、紧固件13、横杆14、套管15和支撑杆16；所述底座11上沿垂直方向设置竖杆12，横杆14通过紧固件13与竖杆12连接，上下两层横杆14分别环竖杆12设置成一矩形，两层横杆14平行，各层两侧长边横杆14上均设置套管15，支撑杆16垂直于两侧长边横杆14设置并与横杆14上的套管15进行固定连接；横杆14通过紧固件13的松紧在竖杆12上垂直移动，套管15联动支撑杆16在水平面上移动，上下两层横杆14竖直移动使上下两层支撑杆16呈现不同高差。

所述上游供水装置包括加气压设备21、压力气体进气管22、储液容器23、压力水进水管27和刻度28；所述储液容器23分为气体室24和液体室25，并通过隔塞26进行分离；

所述加气压设备21通过压力气体进气管22连接至气体室24内，压力水进水管27与液体室25连通，加气压设备21通过增加气体室24内部压强使隔塞26挤压液体室25施加予渗透液体并使其通过压力水进水管27进入到渗透装置中，储液容器23内部标有刻度28，通过液体对应刻度28位置分析试验过程中通过渗透装置的液体容积。

所述渗透装置包括试样室31、固定锁环32；