[发明专利]一种测试土体非饱和气相渗透系数的方法

摘要

本发明是一种测试土体非饱和气相渗透系数的方法，其特征是采用一种试验装置测定非饱和气相渗透系数，该装置由压力室(2)、压力室螺栓(3)、上顶盖(4)、不锈钢侧限环(7)、垂直位移传感器(10)、仪器底座(14)、压力室底座(21)组成，其中上底座(5)和下底座(20)均采用螺旋线型的排水槽。将试样(17)放在上陶土板(6)与下陶土板(19)之间，将不锈钢侧限环(7)通过橡胶垫(16)卡在上顶盖(4)和压力室底座(21)之间，测试在一维垂直压力作用下气相渗流稳定状态下的非饱和气相渗透系数。该方法实施简单，测量精度高，适用于岩土工程或工程地质领域遇到的各种土体的气相渗透系数的量测。

主权项

一种测试土体非饱和气相渗透系数的方法，其特征是采用一种试验装置测定非饱和气相渗透系数，该装置由压力室(2)、压力室螺栓(3)、上顶盖(4)、不锈钢侧限环(7)、垂直位移传感器(10)、仪器底座(14)、压力室底座(21)组成，利用该装置测定土体非饱和气相渗透系数的方法如下，①分别将上陶土板(6)和下陶土板(19)抽气饱和，然后将下陶土板(19)安装在下底座(20)上，将横截面积为A’高度为H’1的试样(17)安装在下陶土板(19)上，试样(17)上面安装上陶土板(6)，将不锈钢侧限环(7)通过橡胶垫(16)卡在上顶盖(4)和压力室底座(21)之间，不锈钢侧限环(7)左侧上面安装第一微型气压传感器(8)，下面安装第二微型水压传感器(25)，不锈钢侧限环(7)右侧上面安装第一微型水压传感器(18)，下面安装第二微型气压传感器(26)；②将压力室(2)安装在压力室底座(21)上，拧紧压力室螺栓(3)，将垂直加压轴(1)拧下来对准上顶盖(4)，将垂直位移传感器(10)安装在垂直位移升降翼(11)上，并将读数归零；③关闭第一控制阀门(27)、第二控制阀门(29)、第五控制阀门(36)和第六控制阀门(38)，打开第三控制阀门(32)和第四控制阀门(33)，通过垂直压力进水管路(24)施加压力，使垂直压力升降轴(13)上升，对试样(17)进行一维垂直固结，通过第三孔隙水压传感器(31)控制压力大小，通过垂直位移传感器(10)控制固结位移，待垂直位移传感器(10)读数每小时小于0.01mm时固结稳定，测得垂直位移量H’2，试样(17)高度为H’＝H’1-H’2；④打开第二控制阀门(29)、第五控制阀门(36)和第六控制阀门(38)，通过压力室气压进气管路(22)施加气压P’1气，通过孔隙气进气管路(15)施加孔隙气压力P’1气，通过孔隙气排气管路(12)施加孔隙气压力P’2气，通过孔隙水进水管路(23)施加孔隙水压力P’1水；⑤当孔隙气进气管路(15)的进气量与孔隙气排气管路(12)的出气量差值小于或等于5mm3，第一微型气压传感器(8)、第一微型水压传感器(18)、第二微型水压传感器(25)和第二微型气压传感器(26)读数变化均小于或等于3kPa时，认为该状态为气相渗流稳定状态，此时测得单位时间T’内流过试样(17)的气体体积为Qatm，可计算试样(17)在该状态下的非饱和气相渗透系数Ka＝QatmH’/(T’A(P’1气-P’2气))。