[发明专利]外荷作用下土体二向渗流模型装置及测试方法

摘要

本发明涉及一种外荷作用下土体二向渗流模型装置及测试方法，可用于岩土工程渗流试验仪器制造。该装置包括容器箱、进排水系统、应力加载装置和底座，其中容器箱由活动隔板和活动滤网分隔为左室、中室和右室，左室通过上部接孔连接水箱，活动隔板用于调节渗径长度，容器箱左右两侧分别设置活动排水装置，用于调节左室和右室的水头差；应力加载装置用于改变作用在土样上的应力。该仪器可以测量不同竖向应力下土体的横向和竖向渗透系数，可以测试不满足达西渗透定律情况下土体水力坡降和渗流速度的关系，可以观测土体的流土、管涌、流网等现象。该装置功能齐全，构造简单，操作方便，测试精度高。

主权项

一种外荷作用下土体二向渗流模型装置，其特征在于，包括三室容器箱、进排水系统、应力加载装置（22）和底座（25）；所述三室容器箱包括：容器箱（1）、活动隔板（5）、活动滤网（6）、水箱（43）；活动隔板（5）和活动滤网（6）均通过套槽（11）与容器箱（1）连接，套槽（11）与活动隔板（5）之间以及套槽（11）和活动滤网（6）之间设置海绵垫层（31），从而保证密封性；所述进排水系统包括顶进水孔（15）、移动排水装置（7）、体变管（17）、下排水孔（18）、底排水孔（16）；所述顶进水孔（15）安装在所述容器箱（1）右侧的顶部，所述移动排水装置（7）安装在容器箱（1）的左右两侧，所述体变管（17）安装在容器箱（1）的右侧，所述体变管（17）下端连接下排水孔（18），所述容器箱（1）右室的底板中心开设底排水孔（16），在顶进水孔（15），下排水孔（18）和底排水孔（16）上分别装有阀门（9），在下排水孔（18）和底排水孔（16）与容器箱（1）的内壁交接处贴有滤砂层（10）；所述容器箱（1）左室（2）为密封容器室，且上部开设连接孔（41），用来连接水箱（43）；所述底座（25）包括框架（27）、角钢（28）、支架（29），所述角钢（28）和支架（29）固定在框架（27）的四角上；应力加载装置（22）通过螺栓孔A（39）或螺栓孔B（40）固定在底座（25）上；所述应力加载装置（22）包含钢架（36）、气缸（35）、活塞（37）、应力控制面板（34）、应力显示器（33）；应力显示器（33）与应力控制面板（34）为一整体，应力控制面板（34）粘结在钢架（36）上，气缸（35）焊接在钢架（36）上，钢架（36）下端设有螺栓（38），用于连接底座（25）；测量土体的横向渗透系数与土所受压力的关系时，把所有活动滤网（6）调到容器箱（1）底部，把所有活动隔板（5）调到距容器箱（1）底部50mm处，关闭容器箱两侧移动排水孔（8），关闭底部排水孔（16）的阀门（9），关闭体变管（17）的阀门（9），向中室（3）放入土样，依次盖上容器盖（19）、橡胶垫（20）、载物台（21），把应力加载装置（22）固定在底座（25）上，让活塞（37）与载物台（21）接触，调节应力控制面板（34），使应力达到试验所需应力，稳定后，通过导管（42），把水箱（43）安装在左室（2）上部的接孔（41）上，打开水箱（43）的阀门（9）向左室（2）注水，等到右室（4）的水位线超过100mm时，将右侧移动排水孔（8）移到右侧水位线位置，并打开移动排水孔（8），待右侧移动排水孔排水均匀时，开始收集右侧移动排水孔排除的水，并计时。