[发明专利]多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置及测试方法

说明书

本发明提供了一种多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置，包括渗流模型箱、渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统和渗流试验控制系统，所述渗流试验控制系统分别与所述渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统连接，所述渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统分别与所述渗流模型箱连接。本发明还提供了一种根据多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置的测试方法。本发明的有益效果是：具有可拆卸的，灵活的，方便的等优点，而且采用多层可拆卸制样取样和双向土体渗流加载试，克服了传统的土体渗流试验方法中土体均匀单一，加载量程较小，模拟渗流工况单一，以及无法研究渗流土体原状结构特点等问题。

技术领域

本发明涉及土体渗流试验装置，尤其涉及一种多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置及测试方法。

背景技术

土体的渗流问题对于岩土工程的结构安全有着重要的影响，甚至影响到城市公共安全，以边坡工程为例，边坡工程主要由土体颗粒组成，在强降雨下，边坡工程的滑坡事故屡见不鲜，同时，堤坝工程等土石组成的结构在水位提高的条件下引起的渗透破坏也极为常见。因此，如何科学地，贴近工程实际条件地开展土样渗透试验，研究复杂渗透条件作用下的复杂地质条件中的土体渗透水力学变化规律对于理解和预防岩土工程渗透导致的工程事故有重要意义。现有的土体渗流试验手段和条件普遍较为传统和落后，大部分的渗透试验对象土体是均质土体，同时渗透试验加载条件也较为单一基本上为单向渗透加载试验，而且非扰动的渗透土体内部的渗流状态变化很难观察到。

一方面，考虑到实际岩土工程的复杂性，由于地质成因等因素影响，实际的岩土工程现场的土样极少出现均匀的土样，而且较为复杂的情况为两层低渗透特性相同的土样中间夹含了一层高渗透特性的土样，这种复杂土样的渗透问题研究极少被涉及和讨论。已有的实验技术并不能较好地解决这种复杂土样的制样问题，现有的渗透试验模型箱基本以一个完整的模型箱为试验对象，在渗透土样的制备过程中并不能根据研究问题的需要有针对性地制备某一层土（包括中间高渗透性夹层土样）并控制该土样的相关物理特性如密度，压实度，强度等。

另一方面，传统试验装置的加载条件较为简单，基本上以单一的水压加载为主，而且较落后的提高梯度水头进行水压加载的方法仍然被广泛应用，此类的加载方法的水压加载量程有限，达不到高量程的渗透压力，因此对于研究大型边坡或者土石坝等高渗透压力的工程问题束手无策。同时，现有的渗透试验几乎全为单向的渗透试验，面对复杂工程渗流问题的时候，也没有办法解决。所以，有必要发明一种可以达到高渗透压力的，并可实现双向渗流加载的土体渗流试验装置。

此外，由于现有试验手段都以一个完整的土压为渗流研究对象，如果需要研究一定深度土体的渗流状态时，无可避免的要挖取所研究深度上部的土体，并对研究土体产生了扰动影响了土体原状结构，不能得到真实原状土样的渗流状态。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置及测试方法。

本发明提供了一种多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置，包括渗流模型箱、渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统和渗流试验控制系统，所述渗流试验控制系统分别与所述渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统连接，所述渗流试验加载装置、渗流试验传感监测系统分别与所述渗流模型箱连接，设定从所述渗流模型箱的顶部向底部渗流为正向渗流，从所述渗流模型箱的底部向顶部渗流为反向渗流，所述渗流试验加载装置包括正向渗流加载装置和反向渗流加载装置，所述渗流模型箱包括至少两个上下层叠设置的箱室，所述上下相邻的箱室之间为可拆卸可装配连接，所述正向渗流加载装置与位于所述渗流模型箱顶部的箱室连接，所述反向渗流加载装置与位于所述渗流模型箱底部的箱室连接。