[发明专利]一种土壤渗透系数测试仪

说明书

本发明公开了一种土壤渗透系数测试仪，箱体，在所述箱体的上部设置有水箱，用以向土样中注入水，在所述水箱的下端连通有一土样瓶，其内预先装载有预设重量的土样，土样瓶下方连通有测水瓶，以对从土样排出水的密度及温度进行实时测定，以及控制器，其对水箱出水流速、土样瓶出水流速信息进行获取，并根据测水瓶的不同密度进行调整。本发明土壤渗透系数测试仪，通过土样瓶对土样的压力、水流速对土样的冲击、向所述测水瓶内注入清水、土样温度进行实时调整，以最大化的降低土样特定对试验的影响，提升试验测定渗透系数的精度。

技术领域

本发明涉及土壤渗透系数技术领域，具体领域为一种终端反馈式的土壤渗透系数测试仪。

背景技术

渗透系数又称为水力传导系数，表示为单位水力梯度下的单位流量，是反映孔隙介质排水能力的一个最有效直接的指标，在计算地表径流系数、农业土壤环境研究等方面有着广泛的应用。

渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ＝kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜。

因此，如何精确、快速、方便测定土壤渗透系数具有重要意义。渗透系数是分析水分迁移的重要的参数。饱和状态下土体的渗透系数可以很容易得出，但现实的岩土工程及岩土环境工程中涉及到的主要都是非饱和土的渗透，例如降雨入渗下的边坡稳定，生活垃圾及地下废弃料的处理，石油开采等。非饱和土因为其含水率和基质吸力的不同及其之间复杂的相互影响关系，使其充满复杂性和多变性，导致非饱和土的渗透研究困难重重。土体在不同的基质吸力下，渗透系数的变化规律并不相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤渗透系数测试仪，以解决现有技术中不能考虑土壤及压力因素影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤渗透系数测试仪，包括：

箱体，在所述箱体的上部设置有水箱，用以向土样中注入，在所述水箱的下端连通有一土样瓶，其内预先装载有预设重量的土样，土样瓶下方连通有测水瓶，以对从土样排出水的密度及温度进行实时测定，以及控制器，其对水箱出水流速、土样瓶出水流速信息进行获取，并根据测水瓶的不同密度进行调整；

在所述水箱内设置有第一密度测量仪，其对水龙头的水的密度进行测量，在所述水箱内设置有第一水速传感器，其对水箱内的水速进行实时检测；

所述土样瓶的上端为空腔，在试验开始阶段其内为适当压力的空气，在土样瓶的一侧设置有气体排出阀，用以排出其内的空气；所述土样瓶的上端为空腔，在试验开始阶段其内为适当压力的空气，在土样瓶的一侧设置有气体排出阀，用以排出其内的空气；

所述测水瓶的底部设置温度传感器，实时对测水瓶内的温度T进行测试，相应的，在箱体内还设置有加热器，其通过输热管与所述土样瓶连通，用以对土样瓶进行加热，以便使得土样以及渗水在预设的温度范围；在所述测水瓶内还设置有第二密度测量仪，其对测水瓶内的渗水密度进行检测，并传输至控制器中；

在所述测水瓶一侧设置有清水泵，用以向所述测水瓶内注射清水；

在一定时间段t1内，在土样达到饱和状态后，所述控制器设定标准渗流密度ρ₀，在实时检测的渗流密度ρ₂小于标准渗流密度ρ₀时，则认定土样形态为正常，按照该实时测量的渗流密度及测定时间进行计算；同时，第一密度测量仪测定水箱密度，在测定的实时密度大于等于水密度，同时小于渗流密度ρ₂时，则按照该实时测量的水密度及测定时间进行计算。