CN103926183A - 法向压力下的通水量试验方法及试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种法向压力下的通水量试验方法和试验装置，试验装置包括充满水的试验容器，测试材料水平放置于试验容器的中部，用带有均匀分布透水孔的上盘和中间设有通水孔的下盘分别在测试材料的上、下表面压紧，上盘和下盘的边缘密封，上盘的上部与带有稳定压力的水源连通，下盘的下部与具有测量排水量功能的排水装置连通，上盘与法向压力施加***连接，法向压力施加***根据试验参数向上盘施加法向压力。本发明试验装置可实现法向压力下土体、土工材料的渗透特性测试，较为真实地模拟挡墙、隧道衬砌等工程背后土体及反滤材料的实际工作状态，可以为实际工程设计提供合理的试验参数，具有良好的推广应用前景和经济技术效益。

Description

法向压力下的通水量试验方法及试验装置

技术领域

本发明涉及土工试验领域，具体地指一种法向压力下的通水量试验方法及试验装置。

背景技术

对于岩土支挡工程、隧道工程等，如果不及时排除周围岩土体中的地下水，则会导致支挡结构、隧道衬砌结构等承受较大静、动水压力，导致结构发生相应的变形甚至失稳破坏。为排除周围岩土体中的地下水，并避免土体中的细颗粒随水流而流失，均需要设置合理有效的反滤层。反滤层良好的渗透特性是保证支挡工程、隧道工程长期安全稳定的重要前提。

支挡结构反滤层一般采用砂砾石、土工材料等形式，目前，对于支挡结构反滤层的渗透特性可采用渗透系数或通水量进行评价，如：《水电水利工程土工试验规程（DL/T5355-2006）》中列出了渗透系数的试验方法，《公路土工合成材料试验规程（JTG E50-2006）》、《水运工程塑料排水板应用技术规程（JTS206-1-2009）》中列出了通水量的试验方法。但是直接应用这些方法评价支挡工程、隧道工程反滤层的渗透特性存在以下不足：①对于支挡工程、隧道工程的反滤层，由于设置位置的不同，承受不同的法向压力，压力越大材料被挤密的孔隙体积越小，渗透特性也会有所降低，但上述规范中的方法均无法评价法向应力状态下材料渗透特性。②对于支挡工程、隧道工程的反滤层，需通过泄水孔将地下水排除，补给区域远远大于泄水孔的截面积，上述规范中的方法均无法模拟这种渗流状态。因此用于测试主要受法向压力作用下土工材料的通水量并不合理、不准确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于确定岩土介质或工程土工材料与应力状态相关渗透特性的法向压力下的通水量试验方法及试验装置。

为实现上述目的，本发明一种法向压力下的通水量试验方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：

步骤1：将测试材料水平放置在充满水的试验容器中，用带有均匀密布的多个透水孔的上盘和中间设有一个通水孔的下盘分别压紧在所述测试材料的上、下表面，所述透水孔总面积是通水孔面积的5～30倍，将所述上盘和下盘的边缘与试验容器的内壁之间密封；

步骤2：向所述上盘上方试验容器注水并向水中施加稳定的进水压力p1（kPa）；

步骤3：根据试验参数在所述上盘表面朝测试材料表面施加稳定的法向力F（kN）；

步骤4：调节所述下盘下方试验容器的排水量，使排水量不大于进水量，以保证所述下盘下方的试验容器内充满水，待排水压力数据稳定，在一定的测试时间t内，记录下盘下方流出的排水量Q（cm³）和下盘下方试验容器内的排水压力p2（kPa）；

步骤5：改变法向力F（kN），重复步骤2，获取多次的测量数据排水量Q（cm³）和排水压力p2（kPa）；

步骤6：根据测量数据计算出所述测试材料（3）的等效通水量q（cm³/s)，计算公式如下：

$\frac{Q\·D\·{\mathrm{\γ}}_W}{(p1-p2)\·t}$

其中：Q为排水量（cm³），D为所述测试材料（3）的厚度（m），γ_w为水的重度（kN/m³），p1-p2为进水压力与排水压力之差（kPa），t为试验时间（s）。

优选地，所述进水压力p1为1～500（kPa）。进水压力p1与测试材料所处工程环境中的水压力一致，为了较好的模拟和反映材料的实际工作状态，一般条件下p1（kPa）取值约为1～500（kPa）。

优选地，所述排水量Q（cm³）的测量数据通过与下盘下方的试验容器连通的排水装置获取；所述下盘下方容器内的排水压力p2（kPa）通过设置在下盘下方试验容器内的排水压力表。

一种用于上述法向压力下的通水量试验方法的试验装置，特殊之处在于，包括充满水的试验容器，测试材料水平放置于所述试验容器的中部，中部设有用于压紧测试材料的上盘和下盘，所述上盘为多孔盘状结构、其上均匀分布透水孔，所述下盘为盘状结构、中间设置有通水孔，所述透水孔总面积是通水孔面积的5～30倍，所述上盘和下盘的边缘与试验容器的内壁密封，所述上盘的上部与带有稳定压力的水源连通，所述下盘与试验容器相对固定，具有测量排水量功能的排水装置与所述下盘下方的试验容器连通，所述上盘与法向压力施加***连接，所述法向压力施加***根据试验参数向上盘施加法向压力。

进一步地，所述透水孔的孔径为上盘直径的1/25～1/10倍，所述透水孔之间的间距为孔径值的1.2～2倍。

更进一步地，所述通水孔的孔径为上盘直径的1/8～1/3倍。为使模拟环境与实际工程环境一致，使试验结果更为准确，透水孔的总面积为通水孔的面积的5～30倍。

更进一步地，所述试验容器包括进水腔和排水腔两个腔体，所述进水腔的底部为敞口，所述排水腔的顶部为敞口，所述上盘位于进水腔的底部，所述进水腔上部侧壁设有进水口，所述进水口通过第一开关阀门与带有稳定压力的水源连通，所述下盘位于排水腔的顶部，所述排水腔的下部侧壁设有排水口，所述排水口通过第二开关阀门与排水装置连通。将试验容器设置为进水腔和排水腔两个腔体，通过上盘和下盘将测试材料固定在两个腔体中间，方便更换测试材料；第一开关阀门和第二开关阀门分别设置于进水口及排水口处，用于控制试验的开始和结束。

更进一步地，所述法向压力施加***包括压力施加装置和施力传动杆，所述施力传动杆的下端与上盘刚性连接、上端从进水腔顶部的通孔伸出与压力施加装置连接，所述压力施加装置施加的法向压力通过施力传动杆和上盘作用于测试材料，所述通孔与施力传动杆之间设置有用于密封的密封活动套。所述的压力施加装置，可以为千斤顶、油泵、杠杆等形式，应保证施加压力的稳定性。压力施加装置通过施力传动杆将压力传递于上盘，并最终施加于测试材料。密封活动套，可采用橡胶垫圈的形式；可供施力传动杆润滑的滑动，并具有足够的密封功能、保证进水腔内的水体不会从该缝隙渗漏。

更进一步地，所述排水腔底部设有底座，所述下盘与底座之间设置有支撑杆。底座与排水腔连接在一起，具有良好的密封性，其与支撑杆连接在一起，承受试验过程中施加的法向压力，应具有足够的强度。支撑杆上端与下盘连接、下端与底座连接；可以在试验容器的中心位置设置一根支撑杆，也可以对称设置多根支撑杆。

更进一步地，所述上盘和下盘与分别测试材料之间设置有透水性缓冲材料。透水性缓冲材料可采用无纺布形式，也可采用无纺布+中粗砂+无纺布形式，其渗透系数应不小于试验土体的渗透系数3～5倍。

更进一步地，所述进水腔和排水腔的敞口处通过密封连接装置密封。密封连接装置可以为橡胶圈等材料制成，将进水腔、排水腔紧密连接在一起，应具有良好的密封性，不得漏水。

更进一步地，所述带有稳定压力的水源通过水泵实现，所述进水腔和排水腔内分别设置有用于测量水压的进水压力表和排水压力表，所述排水口设置有用于测量排水量的流量计。水泵可以在恒定压力下提供稳定的水量，从而可以用来为试验提供稳定的较高的水压力。压力表分别设置于进水口、排水口位置，用于两侧进水口、排水口两侧的水压力。流量计用以测量试验过程中的渗流出来的水量。

更进一步地，所述带有稳定压力的水源通过放置在试验容器上方的给水容器实现，所述排水装置为渗排水量测装置。给水容器应具有保持恒定的水位高度的功能，从而可以用来为试验提供稳定的水压力。渗排水量测装置用以测量试验过程中的渗流出来的水量。

该发明的设计原理为：将测试材料放置在具有稳定水压的试验容器中，设置带有透水孔的上盘和带有通水孔的下盘实现现场工程中空隙的模拟，通过压力施加装置向测试材料施加一定的法向力F（kN），而测试材料所承受的法向压力P（kPa）=F/Aq可计算出，其中Aq（m²）为上盘的全部面积，则测试材料的等效通水量q（cm³/s）可以通过如下计算公式计算得出：

$\frac{Q\·D\·{\mathrm{\γ}}_W}{(p1-p2)\·t}$

其中，D测试材料的厚度（m）、试验时间t可以测得，进水口和排水口的压力差p1-p2通过压力表获得，排水量Q通过流量计获得，γ_w为水的重度是常数值一般取10（kN/m³）。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：试验装置结构简单，试验方法思路新颖，操作流程简单易行，用于土体及土工材料在法向压力下的通水量的测试，较为真实地模拟挡墙、隧道衬砌等工程背后土体及反滤材料实际工作状态的渗透特性，试验原理更为符合工程实际，因而可以为实际工程设计提供更为合理的试验参数，优化设计，具有良好的经济技术效益。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明第二种实施方式的结构示意图；

图3为图1和图2中上盘的结构示意图；

图4为图1和图2中下盘的结构示意图。

图中：1.试验容器，1.1进水腔，1.2排水腔，1.3进水口，1.4排水口，1.5密封连接装置，1.6底座，1.7密封活动套，1.8通孔，1.9第一开关阀门，1.10第二开关阀门，2.法向压力施加***，2.1压力施加装置，2.2施力传动杆，2.3支撑杆，3.测试材料，4.带有压力的水源，4.1给水容器，4.2水泵，4.3水管，5.上盘，5.1透水孔，6.下盘，6.1通水孔，7.透水性缓冲材料，8.排水装置，8.1流量计，8.2渗排水量测装置，9.进水压力表，10.排水压力表。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明一种法向压力下的通水量试验方法，包括如下步骤：

步骤1：将测试材料3水平放置在充满水的试验容器1中，用带有均匀密布的多个透水孔7的上盘5和中间设有一个通水孔6.1的下盘6分别压紧在测试材料3的上、下表面，透水孔7总面积是通水孔6.1面积的5～30倍，将上盘5和下盘6的边缘与试验容器1的内壁之间密封；

步骤2：向上盘5上方试验容器1注水并向水中施加稳定的进水压力p1（kPa）；

步骤3：根据试验参数在上盘5表面朝测试材料3表面施加稳定的法向力F（kN）；

步骤4：调节下盘6下方试验容器1的排水量，使排水量不大于进水量，以保证下盘6下方的试验容器1内充满水，待排水压力数据稳定，在一定的测试时间t内，记录下盘6下方流出的排水量Q（cm³）和下盘6下方试验容器1内的排水压力p2（kPa）；

步骤5：改变法向力F（kN），重复步骤2，获取多次的测量数据排水量Q（cm³）和排水压力p2（kPa）；

步骤6：根据测量数据计算出测试材料3的等效通水量q（cm³/s)，计算公式如下：

$\frac{Q\·D\·{\mathrm{\γ}}_W}{(p1-p2)\·t}$

其中：Q为排水量（cm³），D为所述测试材料3的厚度(m)，γ_w为水的重度（kN/m³），p1-p2为进水压力与排水压力之差（kPa），t为试验时间（s）。

如图1～图4所示，一种用于上述试验方法的试验装置，包括提供试验环境的试验容器1、法向压力施加装置2、带有稳定压力的水源4、上盘5、下盘6和具有测量排水量功能的排水装置8。

试验容器1应选取足以承受试验的压力的材料，如金属材料、高强硬质塑料、高强玻璃等材料制成，并有足够的安全系数储备。试验容器1包括进水腔1.1和排水腔1.2两个腔体，进水腔1.1的底部为敞口，上盘5位于进水腔1.1的底部，排水腔1.2的顶部为敞口，下盘6位于排水腔1.2的顶部。进水腔1.1和排水腔1.2两个腔体一般采用圆形结构，可全部或局部采用透明材料，以便于试验过程的观测。进水腔1.1上部侧壁设有进水口1.3，进水口1.3一般为圆管形，通过第一开关阀门1.9与带有稳定压力的水源4封闭连接。排水腔1.2的下部侧壁设有排水口1.4，排水口1.4一般为圆管形，排水口1.4通过第二开关阀门1.10与排水装置8封闭连接。第一开关阀门1.9和第二开关阀门1.10应具有调节水量大小的功能。进水口1.3、排水口1.4的材料一般与进水腔1.1、排水腔1.2保持一致。进水腔1.1和排水腔1.2的敞口处通过密封连接装置1.5密封。密封连接装置1.5可以为橡胶圈等材料制成，将进水腔、排水腔紧密连接在一起，应具有良好的密封性，不得漏水。排水腔1.2底部设有底座1.6，底座1.6与排水腔1.2连接在一起，并具有良好的密封性。进水腔1.1的顶部设有供施力传动杆2.2通过的通孔1.8，通孔1.8与施力传动杆2.2之间设置有用于密封的密封活动套1.7，密封活动套，可采用橡胶垫圈的形式；可供施力传动杆2.2润滑的滑动，并具有足够的密封功能、保证进水腔内的水体不会从该缝隙渗漏。进水腔1.1、排水腔1.2的内部应设置于上盘5、下盘6对应的位置标示，如设置与图3、图4所示的上盘5、下盘6外缘凹槽对应的凸棱，以便于试验过程中上盘5、下盘6与进水腔1.1、排水腔1.2的位置对齐。

法向压力施加***2包括压力施加装置2.1、施力传动杆2.2和支撑杆2.3，施力传动杆2.2的下端与上盘5刚性连接、上端从进水腔1.1顶部的通孔1.8伸出与压力施加装置2.1连接，压力施加装置2.1根据试验参数施加的法向压力通过施力传动杆2.2和上盘5作用于测试材料3。压力施加装置2.1，可以为千斤顶、油泵、杠杆等形式，应保证施加压力的稳定性。下盘6与底座1.6之间设置有支撑杆2.3。支撑杆2.3上端与下盘6连接、下端与底座1.6连接；可以在试验容器1的中心位置设置一根支撑杆2.3，也可以对称设置几根支撑杆2.3。

如图3所示，上盘5采用多孔盘状结构，透水孔5.1均匀分布在上盘5上。透水孔7的孔径宜为上盘直径的1/25～1/10倍，透水孔7之间的间距为孔径值的1.2～2倍。透水孔5.1的总面积为下盘6通水孔6.1面积的5～30呗。上盘5外缘设置凹槽或其它位置标示，以保证与进水腔1.1的位置对齐。

如图4所示，下盘6与上盘5形状相同，下盘6的中间设置有通水孔6.1。通水孔6.1的孔径为上盘5直径的1/8～1/3倍。下盘6外缘设置凹槽或其它位置标示，以保证与排水腔1.2的位置对齐。

在测试材料3周边与进水腔1.1、排水腔1.2接触的位置，采用黏性土、密封胶或其它不透水性材料封闭严密。测试材料3可以为土体，也可以为土工合成材料。当测试材料3为土体时，测试材料3上下底面需设置透水性缓冲材料7，再将其一同置于上盘5、下盘6之间进行试验。当测试材料3为土工合成材料时，可以直接置于上盘5、下盘6之间进行试验，不再设置透水性缓冲材料7。透水性缓冲材料7，可采用无纺布形式，也可采用无纺布+中粗砂+无纺布形式，其渗透系数应不小于试验土体的渗透系数3～5倍。

带有稳定压力的水源4、具有测量排水量功能的排水装置8可通过模拟较大水压力和较小水压力两种实施方式实现。

第一种实施方式：如图1所示，模拟较大水压力时，带有稳定压力的水源4通过水泵4.2实现，水泵4.2可以在恒定压力下提供稳定的水量，从而可以用来为试验提供稳定的较高的水压力。具有测量排水量功能的排水装置8通过设置流量计8.1实现。试验容器1进水腔1.1的进水口1.3通过水管4.3与第一开关阀门1.9连通，第一开关阀门1.9与水泵4.2连通。试验容器1排水腔1.2的排水口1.4通过水管4.3与第二开关阀门1.10连通，第二开关阀门1.10出口处的水管4.3内设有流量计8.1。上盘5上方的试验容器1内设有进水压力表11，下盘6下方的试验容器1内设有排水压力表10，分别用于测量进水与排水的水压力。

第二种实施方式：如图2所示，模拟较小水压力时，带有稳定压力的水源4通过放置在试验容器1上方的给水容器4.1实现。给水容器4.1与第一开关阀门1.9连通，第一开关阀门1.9通过水管4.3与进水腔1.1连通，给水容器4.1应具有保持恒定的水位高度的功能，从而可以用来为试验提供稳定的水压力。具有测量排水量功能的排水装置8通过渗排水量测装置8.2实现，渗排水量测装置8.2设置于排水腔1.2的排水口1.4位置，渗排水量测装置8.2通过第二开关阀门1.10与排水腔1.2连通，渗排水量测装置8.2用以测量试验过程中的渗流出来的水量。

具体试验方法可分为模拟较大水压力和较小水压力两种实施方式实现。

第一种实施方式：模拟较大水压力时，试验方法包括如下步骤：

1、试验准备：将测试材料3加工成与上盘5、下盘6相同的尺寸。将透水性缓冲材料5放置在测试材料3的上下底面，关闭与排水口1.4相连的第二开关阀门1.10，让排水腔1.2内的充满水。将测试材料3与透水性缓冲材料5的组合放置于上盘5、下盘6之间，并将测试材料3与透水性缓冲材料5的组合周边与进水腔1.1、排水腔1.2接触的位置采用黏性土、密封胶或其它不透水性材料封闭严密。将进水腔1.1、排水腔1.2之间的密封连接装置1.5连接紧密。安装与进水口1.3相连的水管4.3、压力表8.1、第一开关阀门1.9和水泵4.2，安装压力施加装置2.1。打开与进水口1.3相连的第一开关阀门1.9，让水充满进水腔1.1，并保持给水容器4.1内的水位恒定不变。通过压力施加装置2.1施加法向力F（kN），并保持恒定不变。

2、进行试验：待测试材料3充分浸泡饱和后，打开水泵4.2开始输送有压力的水流，通过第一开关阀门1.9调节水压力的大小，待水流与压力表8.1的压力保持稳定后，记录进水口1.3、排水口1.4两个压力表8.2的读数p1、p2（kPa），并开始记录时间，同步记录流量计8.1的初始读数Q1（cm³），至试验时间T（s），记录流量计8.1的最终读数Q2（cm³），然后关闭水泵4.2与第一开关阀门1.9和第二开关阀门1.10，完成一次试验。

改变法向力F，多次重复1、2步骤，可获取不同法向压力条件下的渗透特性指标。测试材料所承受的法向压力P（kPa）=F/Aq，其中Aq（m²）为上盘5的全部面积，上盘5与下盘6的面积相同。

3、数据分析：测试材料3的等效通水量q（cm³/s)可根据如下公式计算得出：

$\frac{Q\·D\·{\mathrm{\γ}}_W}{(p1-p2)\·t}$

式中：γ_W为水的重度（kN/m3）。其余符号同前。其中，D为测试材料的厚度（m）、试验时间t可以测得，进水压力与排水压力之差p1-p2（kPa）通过进水压力表11和排水压力表10获得，排水量Q通过流量计8.1的读数Q2-Q1获得，γ_w为水的重度是常数值一般取10（kN/m³）。

第二种实施方式：模拟较小水压力时，试验方法包括如下步骤：

1、试验准备：将测试材料3加工成与上盘5、下盘6相同的尺寸。将透水性缓冲材料5放置在测试材料3的上下底面，关闭与排水口1.4相连的第二开关阀门1.10，让排水腔1.2内的充满水。将测试材料3与透水性缓冲材料7的组合放置于上盘5、下盘6之间，并将测试材料3与透水性缓冲材料7的组合周边与进水腔1.1、排水腔1.2接触的位置采用黏性土、密封胶或其它不透水性材料封闭严密。将进水腔1.1、排水腔1.2之间的密封连接装置1.5连接紧密。安装与进水口1.3相连的水管4.3、第一开关阀门1.9和给水容器4.1，安装压力施加装置2.1。打开与进水口1.3相连的第一开关阀门1.9，让水充满进水腔1.1，并保持给水容器4.1内的水位恒定不变。通过压力施加装置2.1施加法向力F（kN），并保持恒定不变。

2、进行试验：记录给水容器4.1与出水口1.4的高差H（m），并在试验过程中保持给水容器4.1内的水位恒定不变。待测试材料3充分浸泡饱和后，首先打开第一开关阀门1.9，再打开第二开关阀门1.10。待水流稳定后，开始记录时间，并同步采用渗排水量测装置8.2接收排水口1.4流出的水，至试验时间T（s），关闭第二开关阀门1.10，并记录渗排水量测装置8.2内的水量Q（cm³），完成一次试验。

改变法向力F的大小，多次重复1、2步骤，可获取不同法向压力条件下的渗透特性指标。测试材料3所承受的法向压力P（kPa）=F/Aq，其中Aq（m²）为上盘5的全部面积，上盘5与下盘6的面积相同。

3、数据分析：测试材料3的等效通水量（cm³/s)可根据如下公式计算得出：

$\frac{Q\·D}{H\·t}$

式中：D为测试材料的厚度（m），其余符号如前所述。其中，D测试材料的厚度（m）、给水容器4.1与出水口1.4的高差H（m）、试验时间t可以测得，排水量Q通过渗排水量测装置8.2获得。

在恒定给水容器4.1与出水口1.4的高差（水头高差）H=0.2m条件下，对三种测试材料3Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型进行通水量性能测试，试验结果如下表所示，试验表明法向压力导致了测试材料3渗透特性的降低，对于不同的材料，通水量的降低程度有所不同。

表1不同法向压力下反滤层等效通水量测试结果表

Claims (13)

1.一种法向压力下的通水量试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将测试材料（3）水平放置在充满水的试验容器（1）中，用带有均匀密布的多个透水孔（7）的上盘（5）和中间设有一个通水孔（6.1）的下盘（6）分别压紧在所述测试材料（3）的上、下表面，所述透水孔（7）总面积是通水孔（6.1）面积的5～30倍，将所述上盘（5）和下盘（6）的边缘与试验容器（1）的内壁之间密封；

步骤2：向所述上盘（5）上方试验容器（1）注水并向水中施加稳定的进水压力p1（kPa）；

步骤3：根据试验参数在所述上盘（5）表面朝测试材料（3）表面施加稳定的法向力F（kN）；

步骤4：调节所述下盘（6）下方试验容器（1）的排水量，使排水量不大于进水量，以保证所述下盘（6）下方的试验容器（1）内充满水，待排水压力数据稳定，在一定的测试时间t内，记录下盘（6）下方流出的排水量Q（cm³）和下盘（6）下方试验容器（1）内的排水压力p2（kPa）；

步骤5：改变法向力F（kN），重复步骤2，获取多次的测量数据排水量Q（cm³）和排水压力p2（kPa）；

步骤6：根据测量数据计算出所述测试材料（3）的等效通水量q（cm³/s)，计算公式如下：

$\frac{Q\·D\·{\mathrm{\γ}}_W}{(p1-p2)\·t}$

其中：Q为排水量（cm³），D为所述测试材料（3）的厚度（m），γ_w为水的重度（kN/m³），p1-p2为进水压力与排水压力之差（kPa），t为试验时间（s）。

2.根据权利要求1所述的法向压力下的通水量试验方法，其特征在于：所述进水压力p1为1～500（kPa）。

3.根据权利要求1所述的法向压力下的通水量试验方法，其特征在于：所述排水量Q（cm³）的测量数据通过与下盘（6）下方的试验容器（1）连通的排水装置（8）获取；所述下盘（6）下方容器内的排水压力p2（kPa）通过设置在下盘（6）下方试验容器（1）内的排水压力表（10）。

4.一种用于权利要求1所述的法向压力下的通水量试验方法的试验装置，其特征在于：包括充满水的试验容器（1），测试材料（3）水平放置于所述试验容器（1）的中部，中部设有用于压紧测试材料（3）的上盘（5）和下盘（6），所述上盘（5）为多孔盘状结构、其上均匀分布透水孔（5.1），所述下盘（6）为盘状结构、中间设置有通水孔（6.1），所述透水孔（7）总面积是通水孔（6.1）面积的5～30倍，所述上盘（5）和下盘（6）的边缘与试验容器（1）的内壁密封，所述上盘（5）的上部与带有稳定压力的水源（4）连通，所述下盘（6）与试验容器（1）相对固定，具有测量排水量功能的排水装置（8）与所述下盘（6）下方的试验容器（1）连通，所述上盘（5）与法向压力施加***（2）连接，所述法向压力施加***（2）根据试验参数向上盘（5）施加法向压力。

5.根据权利要求4所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述透水孔（7）的孔径为上盘（5）直径的1/25～1/10倍，所述透水孔（7）之间的间距为孔径值的1.2～2倍。

6.根据权利要求5所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述通水孔（6.1）的孔径为上盘（5）直径的1/8～1/3倍。

7.根据权利要求6所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述试验容器（1）包括进水腔（1.1）和排水腔（1.2）两个腔体，所述进水腔（1.1）的底部为敞口，所述排水腔（1.2）的顶部为敞口，所述上盘（5）位于进水腔（1.1）的底部，所述进水腔（1.1）上部侧壁设有进水口（1.3），所述进水口（1.3）通过第一开关阀门（1.9）与带有稳定压力的水源（4）连通，所述下盘（6）位于排水腔（1.2）的顶部，所述排水腔（1.2）的下部侧壁设有排水口（1.4），所述排水口（1.4）通过第二开关阀门（1.10）与排水装置（8）连通。

8.根据权利要求7所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述法向压力施加***（2）包括压力施加装置（2.1）和施力传动杆（2.2），所述施力传动杆（2.2）的下端与上盘（5）刚性连接、上端从进水腔（1.1）顶部的通孔（1.8）伸出与压力施加装置（2.1）连接，所述压力施加装置（2.1）施加的法向压力通过施力传动杆（2.2）和上盘（5）作用于测试材料（3），所述通孔（1.8）与施力传动杆（2.2）之间设置有用于密封的密封活动套（1.7）。

9.根据权利要求7所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述排水腔（1.2）底部设有底座（1.6），所述下盘（6）与底座（1.6）之间设置有支撑杆（2.3）。

10.根据权利要求7所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述上盘（5）和下盘（6）与分别测试材料（3）之间设置有透水性缓冲材料（7）。

11.根据权利要求8所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述进水腔（1.1）和排水腔（1.2）的敞口处通过密封连接装置（1.5）密封。

12.根据权利要求4～11所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述带有稳定压力的水源（4）通过水泵（4.2）实现，所述进水腔（1.1）和排水腔（1.2）内分别设置有用于测量水压的进水压力表（9）和排水压力表（10），所述排水口（1.4）设置有用于测量排水量的流量计（8.1）

13.根据权利要求4～11所述的法向压力下的通水量试验装置，其特征在于：所述带有稳定压力的水源（4）通过放置在试验容器（1）上方的给水容器（4.1）实现，所述排水装置（8）为渗排水量测装置（8.2）。