[发明专利]研究颗粒贯通内孔隙渗透性的试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种研究颗粒贯通内孔隙渗透性的试验装置及其方法，涉及岩土介质领域的钙质砂渗透技术。本装置包括渗透单元和供水单元；渗渗透单元由底板、进水桶、隔板和出水桶组成；供水单元由三通接头、变水头管和供水瓶组成；其位置和连接关系是：从下到上，底板、进水桶、隔板和出水桶依次连；变水头管和供水瓶通过三通接头与进水桶底部进水管连接。本发明可以将单个颗粒边缘隔离，使渗流只能从颗粒内贯通内孔隙通过；操作简单，不需要太多繁琐步骤；制造成本低，可以同时进行多组试验，效率高。

技术领域

本发明涉及岩土介质领域的钙质砂渗透技术，尤其涉及一种研究颗粒贯通内孔隙渗透性的试验装置及其方法。

背景技术

钙质土，或称碳酸盐类土，通常是指包括海洋生物（珊瑚、海藻和贝壳等）的富含碳酸钙或其它碳酸盐类物质的特殊岩土介质。钙质土长期在碳酸盐溶液中，经物理、生物化学作用，其中包括有机碎屑及岩屑的破碎和胶结过程，经过一定的压力、温度和溶解的变化过程，而形成的一种碳酸盐沉积物。受到其物质来源和形成过程的影响，钙质土颗粒内部保留有原生物腔体结构，形成内孔隙，内孔隙分为贯通和非贯通两类；贯通内孔隙使得钙质土不同于其他陆源土介质，在渗透过程中，渗流通道在颗粒间孔隙的基础上增加了颗粒贯通内孔隙，使得研究颗粒贯通内孔隙的渗透性有了重要的意义。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的问题，提供一种研究单颗粒贯通内孔隙渗透性的试验装置及其方法，以弄清钙质土颗粒内孔隙对其渗透性的影响。

一、研究单颗粒贯通内孔隙渗透性的试验装置（简称装置）：

本装置包括渗透单元和供水单元；

渗渗透单元由底板、进水桶、隔板和出水桶组成；

供水单元由三通接头、变水头管和供水瓶组成；

其位置和连接关系是：

从下到上，底板、进水桶、隔板和出水桶依次连；

变水头管和供水瓶通过三通接头与进水桶底部进水管连接。

二、研究单颗粒贯通内孔隙渗透性的试验方法（简称方法）

本方法包括下列步骤：

A、首先将进水桶、隔板和出水桶通过螺丝固定连接；

B、从进水桶底部向进水桶内塞入橡皮泥，使橡皮泥充满进水桶，

用手指按压隔板中心圆孔位置的橡皮泥，使之平整；

C、将实验选用的、已经过饱和操作的颗粒一端插入橡皮泥，插入部分占总

体积的一半即可，按压颗粒周围的橡皮泥，使之与颗粒边缘紧密接触；

D、将装置放在水平桌面上，从出水桶顶部向出水桶内，朝隔板表面浇一层厚约2mm的融化石蜡，等待冷却凝固；

E、石蜡凝固后，向石蜡表层涂抹一层1mm厚的环氧树脂，等待其凝固，石

蜡层和环氧树脂层均要与颗粒紧密接触；

F、轻轻取出进水桶内橡皮泥，将装置放置在水平桌面上，从出水桶顶部向出水桶内加水刚好至出水桶顶部的出水桶出水孔，观察颗粒边缘是否密封完好；

G、确定颗粒边缘密封性完好后，将底板安装在进水桶底部，将变水头管、供水瓶和进水桶的进水管利用乳胶管和三通接头连接；

H、命名三通接头在变水头管、供水瓶和进水桶方向分路的开关分别为第1、2、3开关；

I、打开第2、3开关，关闭第1开关，向进水桶内加水，

直至进水桶顶部的进水桶排气管，使连续排水，且进水桶内无气泡；