[发明专利]土样原状改良与渗透性能测试系统

摘要

本发明涉及一种土样原状改良与渗透性能测试系统，主要用于综合改良现场原状土样并具有测试其渗透性能参数的功能。该装置由土样改良渗透装置、改良溶液循环设备及其动力设备三部分构成，针对实验室常用的土样尺寸，设计的土样改良渗透装置尺寸大体上与之相匹配，其作为土体改良时的容器并兼具测定渗透性能参数的功能，由环刀、套筒、密封圈、透水石、进排水管、上下盖组成。土体性质参数的改变依托于改良溶液的循环流动实现，这一部分由水头箱、进水箱组成。可变压常压空压机、真空泵动力设备主要为溶液的稳定循环流动提供动力。与现有技术相比，本发明具工作效率高、操作方便、效果可靠、易于掌握、可拆卸组装等优点。

主权项

1.一种土样原状改良与渗透性能测试系统，其特征在于：包括土样的改良渗透装置、改良溶液的循环设备及其循环动力设备；/n所述的改良渗透装置用以保持土体原状并接受溶液改良处理、控制改良溶液流动路径；/n所述的改良溶液的循环设备及其动力设备用以控制溶液流速、控制溶液对土体改良的循环利用、测定土样渗透系数；/n所述改良渗透装置包括下盖(1)、上盖(2)、刚性套筒(12)、下透水石(3-1)、上透水石(3-2)、改良渗透装置进水管(5)、改良渗透装置排水管(4)、刚性套筒(12)、环刀、下密封圈(34-1)、上密封圈(34-2)、四根刚性钢丝绳(7)、两个刚性圆环(6)、两个钩子(8)、两个控制转轮(9)、两个斜齿轮(10)、两个升降齿轮(11)、两个斜齿轮悬吊杆(28)；/n所述下盖(1)为所述改良渗透装置的底座；所述下透水石(3-1)嵌设在下盖(1)中，并位于下盖(1)的上部；所述下密封圈(34-1)靠近下透水石(3-1)的上表面并紧密套设于下透水石(3-1)的外周上；且下透水石(3-1)和下密封圈(34-1)的中心均位于下盖(1)的中轴线上；所述改良渗透装置进水管(5)设置在下盖(1)中，且其出水端与下透水石(3-1)的下端连通；/n所述上盖(2)与下盖(1)上下对应设置；所述上透水石(3-2)可拆卸地嵌设在上盖(2)中，并位于上盖(2)的下部，且上透水石(3-2)的中心位于上盖(2)的中轴线上；改良渗透装置排水管(4)设置在上盖(2)中，其进水端与上透水石(3-2)的上端固定连通；/n所述环刀、刚性套筒(12)、上密封圈(34-2)构成了放置土样(14)的主体部分；其中，环刀包括环刀主体(13)、环刀上部外沿结构(32)、环刀下部刀口结构(33)，所述环刀主体(13)的纵向上端为直径大于环刀主体(13)的环刀上部外沿结构(32)，所述环刀上部外沿结构(32)与环刀主体(13)之间构成一个环向沟槽；所述环刀主体(13)在纵向下端处壁厚减小形成环形下部刀口结构(33)；所述刚性套筒(12)作为环刀的约束部分，由中心处于环刀中轴线上的中空圆柱体构成，所述刚性套筒(12)上端为直径增大的空心薄圆柱，其与刚性套筒(12)的其余部分构成一个环形沟槽；上密封圈(34-2)套设在环刀上部外沿结构(32)的上方，且所述上密封圈(352)与环刀上部外沿结构(32)共同放置于所述环形沟槽内；/n所述四根刚性钢丝绳(7)、两个刚性圆环(6)、两个钩子(8)、两个控制转轮(9)、两个斜齿轮(10)、两个升降齿轮(11)、两个斜齿轮悬吊杆(28)共同组成两组对称设置的固定上下盖的夹紧部分；一组加紧部分中，一根刚性钢丝绳(7)的下端固定焊接在下盖(1)的上方，其上端固定设置一个刚性圆环(6)；另一根刚性钢丝绳(7)的上端固定焊接在上盖(2)的下方，其下端设置一个钩子(8)；所述升降齿轮(11)可上下滑动地设置在该刚性钢丝绳(7)上；所述斜齿轮(10)具有表面倾斜的结构，且其通过所述表面倾斜的结构与升降齿轮(11)竖向紧密啮合；所述控制转轮(9)与所述斜齿轮(10)同轴设置且同轴转动；所述斜齿轮悬吊杆(28)的上端设置在上盖(2)的下方，其下端设置在斜齿轮(10)的齿轮轴上；/n所述改良溶液的循环设备包括水头箱(23)、进水箱(29)、连接流通的若干橡胶管(15)、若干控制阀门(16)、两个应急连通阀(17)、一个数显压力阀(18)；/n其中，所述进水箱(29)用于存储和输出改良溶液，进水箱(29)左侧面底部设置有进水箱排水管(31)，所述进水箱排水管(31)通过两端分别设置有控制阀门(16)的橡胶管(15)与所述改良渗透装置进水管(5)连接；进水箱(29)右侧面底部设置有带控制阀门的进水箱出水管(27)，用于试验过程中采集进水箱(29)内溶液并测定溶质浓度；/n所述水头箱(23)用于接收改良土体后的溶液及作为二次循环的起始部分；所述水头箱(23)的侧面设置有与水头箱(23)的上下端连通的水头箱U形量测管(20)，水头箱U形管(20)与水头箱(23)内部气体相互连通，且两者内部气压相同；水头箱(23)左侧面设置有水头箱进水管(19)，所述水头箱进水管(19)通过两端分别设置有控制阀门(16)的橡胶管(15)与土样改良渗透装置排水管(4)连通；水头箱(23)的顶面设置有与水头箱(23)内部连通的数显压力阀(18)；所述数显压力阀(18)用以监测水头箱(23)内部负压的大小；/n所述水头箱(23)右侧面底部设置有水头箱排水管(22)，所述进水箱(29)顶面设置有带控制阀门(16)的进水箱进水管(25)，所述水头箱排水管(22)与进水箱进水管(25)通过橡胶管(15)连通；/n所述水头箱(23)和进水箱(29)顶面分别布置有可连接外面大气的应急连通阀(17)；/n所述循环动力设备主要包括可变压常压的空压机(30)、真空泵(24)、数显压力阀(18)及传输压力的若干橡胶管(15)；/n所述水头箱(23)的右侧面顶部设置有带控制阀门的水头箱进气管(21)，真空泵(24)通过橡胶管(15)连接到所述水头箱进气管(21)；/n所述进水箱(29)的顶面设置有进水箱进气管(26)，空压机(30)通过两端分别带有控制阀门(16)的橡胶管(15)连接到所述进水箱进气管(26)，且该橡胶管(15)上设置有数显压力阀(18)；所述数显压力阀(18)用以衡量所述空压机(30)和真空泵(24)产生的正压力和负压环境的大小。/n