[发明专利]一种研究松散土介质给水度特性的试验装置及方法

权利要求书

1.一种研究松散土介质给水度特性的试验装置，包括钙质土(00)，其特征在于：设置有测试单元(10)和采集单元(20)；

所述测试单元(10)包括试验槽组件、集水桶(12)和电子秤(13)；所述采集单元(20)由电脑(21)、数据采集器(22)和三参数传感器(23)组成；

其位置和连接关系是：

试验槽组件放置在水平地面上，包括底部的底板(115)和设置在底板(115)上的多组叠放固定的试验槽(11)，试验槽(11)的顶部和底部贯通，试验槽(11)的内部通过隔砂板(111)划分为竖向的三格，隔砂板(111)的目数小于钙质土(00)最小粒径，试验槽(11)的中间格用于填装钙质土(00)，试验槽(11)的两侧格子用于充填渗流液，试验槽(11)的侧面间隔设置有多个可控制开关和开度的出水管(113)；试验槽组件的两侧均设置有集水桶(12)和电子秤(13)，集水桶(12)放置在电子秤(13)上，电子秤(13)放置在水平地面上；试验槽(11)两侧的出水管(113)通过排水管(14)与集水桶(12)相连通；

电脑(21)和数据采集器(22)连接，三参数传感器(23)与数据采集器(22)连接并插入试验槽(11)内的钙质土(00)中，监测电导率、体积含水率和温度实时数据。

2.根据权利要求1所述的一种研究松散土介质给水度特性的试验装置，其特征在于：所述试验槽(11)中间格所在的槽壁上间隔设置有多个固定板(112)，所述固定板(112)上设置有与三参数传感器(23)的探针配合的固定孔。

3.根据权利要求2所述的一种研究松散土介质给水度特性的试验装置，其特征在于：所述试验槽(11)的顶部和底部的外侧均向外设置有裙边，所述裙边上设置有装配螺丝孔(116)，所述底板(115)上设置有与裙边的螺丝孔位置相同的螺丝孔，所述底板(115)与试验槽(11)之间、相邻的试验槽(11)与试验槽(11)之间设置有与裙边形状和螺丝孔位置相同的橡胶垫(114)并通过螺丝螺母实现固定。

4.根据权利要求3所述的一种研究松散土介质给水度特性的试验装置，其特征在于：所述集水桶(12)的顶部设置有进水管(121)和通气孔(122)，所述集水桶(12)的下部侧面设置废液管(123)。

5.一种使用权利要求1-4中任意一项所述的研究松散土介质给水度特性的试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据实验方案的需求确定安装的试验槽(11)的层数，将试验槽组件装配好；

步骤二、在试验槽(11)的中间格内填装配置好的钙质土(00)，分层压实；

步骤三、将三参数传感器(23)插入试验槽(11)内的钙质土(00)中，关闭试验槽(11)两侧的出水管(113)；

步骤四、在试验槽(11)的两侧格子内缓缓注入配置好的渗流液至试验槽组件的顶端，静置一段时间使钙质土(00)彻底饱和；

步骤五、将三参数传感器(23)与数据采集器(22)和电脑(21)依次连接，开始数据监测；

步骤六、将两台电子秤(13)分别放置在试验槽组件两侧的水平地面上并启动，将集水桶(12)放置于电子秤(13)上，将试验槽(11)两侧的出水管(113)通过排水管(14)与集水桶(12)相连通，最后将电子秤(13)归零；

步骤七、电脑(21)显示数据平稳后，打开试验槽组件最顶部两侧的出水管(113)的开关，待试验槽组件两侧电子秤(13)数据稳定，电脑(21)显示的数据也平稳后，记录电子秤(13)的数据，然后打开试验槽组件两侧下一层出水管(113)的开关；

步骤八、重复重复步骤七，通过电子秤(13)的记录数据，获取不同初始水位埋深情况下的渗流液排出的重量数据；

步骤九、计算给水度：

其中μ表示给水度，无量纲；m表示渗流液排出的重量，单位g；ρ表示渗流液的密度，单位g/cm³；A表示试验槽中间格的截面面积，单位cm²；L表示渗流液液面在试验槽组件中的降低高度，单位cm。