[发明专利]土体一维固结条件下垂直渗流试验方法

摘要

土体一维固结条件下垂直渗流试验方法，其特征是该方法采用一种试验装置，该装置包括集水瓶(2)，水箱(11)，加压框架(14)，加压轴(16)，第一渗流管(17)，第二渗流管(18)，渗流桶(20)和加压杠杆(41)。在渗流桶(20)中安装试样(37)，为试样(37)施加垂直固结压力，固结完毕后注入纯净水至集水瓶(2)中，水通过下底座(22)，进入透水石(21)与滤纸后，沿试样(37)上升，记录渗流锋面沿试样(37)上升停止后所用时间和浸湿水位刻度值，该刻度值与所用时间的比值，即为固结与定水头压力条件下试样(37)的渗透速率。该方法简单易行，适用于土木工程或岩土工程中遇到的各种多孔介质在定水头条件下渗透特性的研究。

主权项

土体一维固结条件下垂直渗流试验方法，其特征是该方法采用一种试验装置，该装置包括集水瓶(2)，水箱(11)，加压框架(14)，加压轴(16)，第一渗流管(17)，第二渗流管(18)，渗流桶(20)和加压杠杆(41)，集水瓶(2)顶部安装有瓶塞(1)，集水瓶(2)安装有第一排气口(3)，第二排气口(4)，第三排气口(5)，第一排气口(3)安装有第一阀门(6)，第二排气口(4)安装有第二阀门(7)，第三排气口(5)安装有第三阀门(8)，集水瓶(2)通过连通管(36)与水箱(11)连接，连通管(36)两端分别安装有第四阀门(9)和第五阀门(10)，水箱(11)连接第一渗流管(17)，第二渗流管(18)，渗流桶(20)和位移计(35)，渗流桶(20)内装有试样(37)，试样(37)顶部安装有顶帽(19)，试样(37)底部安装有透水石(21)，透水石(21)上面贴有试纸，透水石(21)下面安装有下底座(22)，下底座(22)为螺旋形结构设计，渗流桶(20)一侧安装有第一取样口(23)，第二取样口(24)和第三取样口(25)，第一取样口(23)安装有第六阀门(26)，第二取样口(24)安装有第七阀门(27)，第三取样口(25)安装有第八阀门(28)，渗流桶(20)对称一侧安装有第一监测口(29)，第二监测口(30)和第三监测口(31)，第一监测口(29)安装有第九阀门(32)，第二监测口(30)安装有第十阀门(33)，第三监测口(31)安装有第十一阀门(34)，加压框架(14)通过加压轴(16)与顶帽(19)接触，加压框架(14)通过固定栓(12)与水箱(11)连接，加压框架(14)通过转动轴(13)与加压杠杆(41)连接，转动轴(13)连接有第一吊钩(38)，加压杠杆通过第二吊钩(39)与砝码(15)连接，转动轴连接有大砝码(40)，采用该装置进行非饱和土体一维固结条件下垂直渗流试验方法如下：(1)将下底座(22)安装于渗流桶(20)底部，下底座(22)上面安装透水石(21)，透水石(21)上面安装滤纸，滤纸上面安装试样(37)，打开第九阀门(32)，第十阀门(33)和第十一阀门(34)，通过第一监测口(29)，第二监测口(30)和第三监测口(31)在试样(37)内部分别安装微型含水量探头，关闭第九阀门(32)，第十阀门(33)和第十一阀门(34)，用于监测试样37不同层位含水量变化情况；(2)试样(37)上面安装顶帽(19)，顶帽(19)与加压轴(16)接触，按照试样要求安装砝码(15)，为试样(37)施加垂直固结压力，待砬移计(35)显示值达到试验要求后，固结完毕；(3)关闭第一阀门(6)，第二阀门(7)，第三阀门(8)，第四阀门(9)，第五阀门(10)，按照试验要求的定水头高度，调整集水瓶(2与水箱(11)之间的高差，且保持第三排气口(5)始终高于水箱(2)的上表面，打开瓶塞(1)，注入纯净水至集水瓶(2)中，使集水瓶(2)内水面距离集水瓶(2)顶面3‑5cm时停止注水，塞紧瓶塞(1)；(4)按照试验要求打开第一阀门(6)进行排气排水，待第一排气口(3)没有水流出后，关闭第一阀门(6)，记录第一排气口(3)的刻度值及集水瓶(2)与水箱(11)上表面高差值，二者之和即为渗流试验的定水头高度值；(5)打开第四阀门(9)，再打开第五阀门(10)，水进入水箱(2)，第一渗流管(17)与第二渗流管(18)水面开始上升，水通过下底座(22)，进入透水石(21)与滤纸后，沿试样(37)上升，从水进入第一渗流管(17)与第二渗流管(18)时，开始计时，记录渗流锋面沿试样(37)上升停止后所用时间，记录试样(37)内部浸湿水位刻度值，该刻度值与所用时间的比值，即为固结与定水头压力条件下试样(37)的渗透速率；(6)打开第六阀门(26)，第七阀门(27)和第八阀门(28)，分别取土样进行含水量测定，并与试样(37)内部微型含水量探头获取的监测数据进行对比分析，采用该装置进行饱和土体一维固结条件下垂直渗流试验方法如下：(1)将下底座(22)安装于渗流桶(20)底部，下底座(22)上面安装透水石(21)，透水石(21)上面安装滤纸，滤纸上面安装已经饱和过的试样(37)，打开第九阀门(32)，第十阀门(33)和第十一阀门(34)，通过第一监测口(29)，第二监测口(30)和第三监测口(31)在试样(37)内部分别安装微型含水量探头，关闭第九阀门(32)，第十阀门(33)和第十一阀门(34)，用于监测试样(37)不同层位含水量变化情况；(2)试样(37)上面安装顶帽(19)，顶帽(19)与加压轴(16)接触，按照试样要求安装砝码(15)，为试样(37)施加垂直固结压力，固结水分通过下底座(22)排入水箱(11)，待位移计(35)显示值达到试验要求后，固结完毕；(3)关闭第一阀门(6)，第二阀门(7)，第三阀门(8)，第四阀门(9)，第五阀门(10)，按照试验要求的定水头高度，调整集水瓶(2)与水箱(11)之间的高差，且保持第三排气口(5)始终高于水箱(2)的上表面，打开瓶塞(1)，注入混有红墨水的纯净水至集水瓶(2)中，使集水瓶(2)内水面距离集水瓶(2)顶面3‑5cm时停止注水，塞紧瓶塞(1)；(4)按照试验要求打开第一阀门(6)进行排气排水，待第一排气口(3)没有水流出后，关闭第一阀门(6)，记录第一排气口(3)的刻度值及集水瓶(2)与水箱(11)上表面高差值，二者之和即为渗流试验的定水头高度值；(5)打开第四阀门(9)，再打开第五阀门(10)，水进入水箱(2)，第一渗流管(17)与第二渗流管(18)水面开始上升，水通过下底座(22)，进入透水石(21)与滤纸后，沿试样(37)上升，从水进入第一渗流管(17)与第二渗流管(18)时，开始计时，记录红色渗流锋面沿试样(37)上升停止后所用时间，记录试样(37)内部红色渗流锋面刻度值，该刻度值与所用时间的比值，即为饱和固结与定水头压力条件下试样(37)的渗透速率；(6)打开第六阀门(26)，第七阀门(27)和第八阀门(28)，分别取土样进行含水量测定，并与试样(37)内部微型含水量探头获取的监测数据进行对比分析。