[发明专利]多通道压实土层渗流实验装置及方法

说明书

一种多通道压实土层渗流实验装置及方法，该实验装置包括：至少一个流体注入机构，具有盛放渗流流体的活塞容器及与活塞容器相连的恒流恒压泵；至少一个样品模块，样品模块具有：粘土测试仓，具有用于装载土壤样品的筒体，筒体的两端分别密封连接有上盖和下盖，上盖具有进液口，下盖具有出液口，进液口通过进液管路与活塞容器相连，出液口连接有出液管路；流体收集机构，具有透明直管，透明直管的上端连接有防溢盖，透明直管的下端具有收集口；排放机构，具有废液收集瓶和与废液收集瓶相接的排液管路，排液管路与收集口相连，防溢管路与废液收集瓶相连；至少一个图像采集器，与样品模块的透明直管水平相对。本发明能实现渗流量低至20μL/d的准确计量。

技术领域

本发明涉及渗流实验技术领域，尤其涉及一种多通道压实土层渗流实验装置及方法。

背景技术

渗透系数是表征流体在多孔介质中渗透性的主要参数，广泛应用于水文地质、工程地质等领域。渗透系数可通过恒温渗流实验获取。

现有技术的自动渗透仪器，可实时采集体积、压力(或水柱高度)参数，计算渗透系数，提高了实验效率。但仍然存在以下不足：

(1)现有的自动渗透仪器，仅能实现在一次渗透实验过程中，自动获取一个定水头实验(或给定初始水头的变水头实验)的相关实验数据，得到该实验条件下流体在介质中的渗透性参数。若需不同定水头数值下的实验数据，则需要人工辅助改变水头后重新开始实验；一台仪器一次仅能进行一个样品的渗透性实验。

(2)现有的自动渗透仪器，适用于较大渗流体积的自动计量。压实土层的渗透系数一般低于10^-6cm/s，有的甚至低于10^-10cm/s。对于渗流速率低于0.5mL/d的自动计量，难以获取准确结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道压实土层渗流实验装置及方法，计量精度高，能实现渗流量低至20μL/d的准确计量。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种多通道压实土层渗流实验装置，包括：

至少一个流体注入机构，所述流体注入机构具有盛放渗流流体的活塞容器及与所述活塞容器相连的恒流恒压泵；

至少一个样品模块，所述样品模块具有：

粘土测试仓，具有用于装载土壤样品的筒体，所述筒体的两端分别密封连接有上盖和下盖，所述上盖具有进液口，所述下盖具有出液口，所述进液口通过进液管路与所述活塞容器相连，所述出液口连接有出液管路；

流体收集机构，具有透明直管，所述透明直管的上端连接有防溢盖，所述防溢盖上连接有防溢管路，所述防溢管路与所述透明直管的内腔相连通，所述透明直管的下端具有收集口，所述收集口通过收集管路与所述出液管路相连；

排放机构，具有废液收集瓶和与所述废液收集瓶相接的排液管路，所述排液管路与所述收集口相连，所述防溢管路与所述废液收集瓶相连；

至少一个图像采集器，所述图像采集器与所述样品模块的透明直管水平相对。

在本发明的实施方式中，所述粘土测试仓具有渗流旁路，所述渗流旁路的两端分别与所述上盖的进液口和所述下盖的出液口相连。

在本发明的实施方式中，所述筒体内从下至上依次放置有底层金属纱网、所述土壤样品、顶层金属纱网和金属透水板。

在本发明的实施方式中，还包括恒温控制箱，所述至少一个样品模块和所述至少一个图像采集器均位于所述恒温控制箱内。