CN204789161U - 一种用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪包括加压帽、套筒、底座、透水石槽、环刀、百分表架、百分表、变水头管、水压测量仪;本实用新型专利结构简单、制造方便;可根据试验需要,即可只进行固结试验、可只进行渗透试验,也可同时完成固结压缩变形量及次固结阶段的渗透系数的联合测定,同时,可兼做水头饱和装置,能精确测得受压条件下土体的渗透系数,具有极大的优越性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪,属于岩土工程室内试验方法领域。
背景技术
土体的变形参数及渗透系数是岩土工程设计及施工所须确定的重要参数,它们在实际场地条件下会随外界荷载的变化而变化,并且不是孤立的变化,而是随着土体受荷后压密而同时变化的。常规的室内测试方法不能反映固结变形及渗透系数随时间的变化。传统意义上的一般分析,常假定渗透系数k为常数,因而测试手段上单一,一个土样只能确定某一特定状态下的k,对于测试连续变化的情况无法实施,因而具有明显的缺陷。目前,由于土样的变异性强,土样具有不可复制性,不存在完全相同性质的土,室内常规方法则是测试以不完全相同的土样分别测试固结变形或渗透系数,如此的测试结果间无法建立直接的关联;而先进的国外测试***在工程上却因成本过高而无法广泛推广。
本着为工程实践推广服务的宗旨,研究开发出成本低廉、功能齐全的仪器设备可以弥补科研及工程试验上仪器的不良缺陷。
本实用新型装置,可以解决土体在固结变形测量的同时,对应状态下的渗透系数测试,尤其可以针对软土次固结阶段渗透系数的连续测试。同时可以考虑不同土样厚度情况下的土工参数测试,拓宽了运用范围,方便了科研及工程试验。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪。
本实用新型用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪包括包括加压帽1、套筒2、底座3、透水石槽4、环刀6、百分表架10、百分表11、变水头管13、水压测量仪14;其中套筒2与底座3通过螺栓7连接,底座3内设置进水通道8和出水通道9,底座3上开有透水石槽4,进水通道8和出水通道9与透水石槽4连通,环刀6设置在套筒2内并位于透水石槽4上方,环刀6与底座3之间设置O型橡皮圈5密封止水,进水通道8与变水头管13连通,出水口9与水压测量仪14连通,百分表支架10设置在底座3上,百分表安装在百分表支架10上,加压帽1设置在套筒2上;
所述底座3上设置有用于放置O型橡皮圈9的环形凹槽12。
所述环刀6倒置内嵌于套筒2内,套筒2内径与环刀相一致。
所述进水通道8和出水通道9上设置有阀门。
所述变水头管13为带刻度的能够蓄水并提供渗透用水的透明玻璃管。
使用时,在底座3的透水石槽4中放置湿润的透水石,并再其上方放置滤纸,然后将装好土样的环刀6放置在底座3上,土样与透水石4对齐,土样放置高度为2-4cm,土样上再放置调整透水石17,厚度为0-2cm;调整后的结果是环刀6内的土样及调整透水石17的总高度为4cm,调整透水石17上放置滤纸,再在滤纸上放置一层润湿的透水石;将套筒2小心套在环刀6上并固定在底座3上,最后拧紧螺栓7;做压缩试验时,将渗压仪置于固结仪上,按照压缩试验流程规范安装好百分表架10上的百分表11,调整百分表11量程。关上进水通道8旁的阀门,将出水通道9与水压测量仪14连接,打开出水通道9旁的阀门,确认出水通道9与水压测量仪14连接完好。随后便可以通过固结仪对加压帽1施加荷载,按预定时间记录土样压缩量(即百分表11读数)及土样孔压变化值(即水压测量仪14读数),实验数据采集完毕后,结束压缩试验;做渗透试验时,打开进水通道8旁的阀门,通过进水通道8通入水,水经过透水石槽4中的透水石15,从出水通道9中流出并带走底座3中的空气,待出水通道9中不再有气泡溢出时,关上出水通道9上的阀门;之后水从底座的透水石槽中透水石向待测土样16由下而上渗透,待土样上表面加压帽1周围有水溢出时开始测记录变水头管13中起始水头高度和起始时间,按预定时间间隔记录水头高度和时间的变化,并测记出水口温度。将变水头管13中水位变换高度,待水位稳定之后再测记水头高度和时间变化,重复试验5-6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时,结束试验。渗透系数计算公式为:
(a)
式中a-水源装置断面积
2.3-ln和log的变换因数
L-土样高度
t1,t2-分别为测读水头的起始和终止时间
H-1,H2-起始和终止水头;
本实用新型具有以下优点:
1、试验高效,可同时测试不同厚度土体固结变形量及渗透系数随时间的变化;
2、可据试验需求,单独进行固结、单独进行渗透试验;
3、对土样要求低,若为饱和样则可直接试验;若为非饱和样则可安装后由水头压力进行饱和;
4、部件简单,组装方便,操作基本简单可行。
5、设备便宜,使用标准渗透环刀,目前所用渗透系数测试方法均可适用,适合在工程中推广。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型2cm土样测试使用状态示意图;
图3为本实用新型4cm土样测试使用状态示意图;
图4为本实用新型中套筒结构示意图;
图5为本实用新型中底座结构示意图;
图中:1-加压帽;2-套筒;3-底座;4-透水石槽;5-O型橡皮圈;6-环刀;7-螺栓;8-进水通道;9-出水通道;10-百分表支架;11-百分表;12-凹槽;13-变水头管;14-水压测量仪;15-透水石;16-待测土样;17-调整透水石。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明,但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。
实施例1:如图1、4、5所示,本实用新型包括加压帽1、套筒2、底座3、透水石槽4、环刀6、百分表架10、百分表11、变水头管13、水压测量仪14;其中套筒2与底座3通过螺栓7连接,底座3内设置进水通道8和出水通道9,底座3上开有透水石槽4,进水通道8和出水通道9与透水石槽4连通,环刀6设置在套筒2内并位于透水石槽4上方,环刀6与底座3之间设置O型橡皮圈5密封止水,进水通道8与变水头管13连通,出水口9与水压测量仪14连通,百分表支架10设置在底座3上,百分表安装在百分表支架10上,加压帽1设置在套筒2上;所述底座3上设置有用于放置O型橡皮圈9的环形凹槽12,进水通道8和出水通道9上设置有阀门;所述变水头管13为带刻度的能够蓄水并提供渗透用水的透明玻璃管。
先切取普通环刀样,再用润湿的2cm型号的调整透水石17贴滤纸后置于环刀刃口端,均衡施加推力将调整透水石17推进环刀6,将环刀6另一端的余土切除即完成制样。如需饱和则可按到饱和器中依据规范饱和;若不饱和,则可用本实用新型的装置进行水头饱和。然后在底座3的透水石槽4中放置湿润的透水石,并再其上方放置滤纸,然后将装好土样的环刀6放置在底座3上,待测土样16与透水石槽4对齐,土样放置高度为2cm,调整透水石17厚度为2cm;调整后的结果是环刀6内的土样16及调整透水石17的总高度为4cm,调整透水石17上放置滤纸,再在滤纸上放置一层润湿的透水石;将套筒2小心套在环刀6上并固定在底座上,最后拧紧螺栓7。做渗透试验时,由变水头管13经过进水通道8通入水,水经过透水石槽4中的透水石,从出水通道9中流出并带走底座3中的空气,待出水通道9中不再有气泡溢出时,关上出水通道9上的阀门。之后水从底座透水石槽通过透水石向待测土样16由下而上渗透,待土样上表面加压帽1周围有水溢出时开始测记录变水头管13中起始水头高度和起始时间,按预定时间间隔记录水头和时间的变化,并测记出水口温度;将变水头管13中水位变换高度,待水位稳定之后再测记水头和时间变化,重复试验5-6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时,结束渗透试验。做压缩试验时,将渗压仪置于固结仪上,按照压缩试验流程规范安装好百分表架10上的百分表11,调整百分表11量程。关上进水通道8旁的阀门,将出水通道9与水压测量仪14连接,打开出水通道9旁的阀门,确认出水通道9与水压测量仪14连接完好。随后便可以通过固结仪对加压帽1施加荷载,按预定时间记录土样压缩量(即百分表11读数)及土样孔压变化值(即水压测量仪14读数),实验数据采集完毕后,结束压缩试验(见图2)。
实施例2:本实施例装置结构同实施例1;用于4cm高土样渗透系数测定,首先用标准环刀切取4cm高土样,如需饱和则可按到饱和器中依据规范饱和,若不饱和,则可用本实用新型的装置进行水头饱和;然后在底座3的透水石槽4中放置湿润的透水石15,并在其上方放置滤纸,然后将装好土样的环刀6放置在底座3上,土样与透水石槽对齐,然后在土样上放置滤纸,再在滤纸上放置一层润湿的透水石1;将套筒2小心套在环刀6上并固定在底座上,最后拧紧螺栓7;做渗透试验时,由变水头管13经过进水通道8通入水,水经过透水石槽中的透水石15,从出水通道9中流出并带走底座3中的空气,待出水通道9中不再有气泡溢出时,关上出水通道9上的阀门。之后水从底座透水石槽通过透水石15向土样16由下而上渗透,待土样上表面加压帽1周围有水溢出时开始测记录变水头管13中起始水头高度和起始时间,按预定时间间隔记录水头和时间的变化,并测记出水口温度。将变水头管13中水位变换高度,待水位稳定之后再测记水头和时间变化,重复试验5-6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时,结束渗透试验。
做压缩试验时,将渗压仪置于固结仪上,按照压缩试验流程规范安装好百分表架10上的百分表11,调整百分表11量程。关上进水通道8旁的阀门,将出水通道9与水压测量仪14连接,打开出水通道9旁的阀门,确认出水通道9与水压测量仪14连接完好。随后便可以通过固结仪对加压帽1施加荷载,按预定时间记录土样压缩量(即百分表11读数)及土样孔压变化值(即水压测量仪14读数),实验数据采集完毕后,结束压缩试验(见图3)。
Claims (3)
1.一种用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪,其特征在于:包括加压帽(1)、套筒(2)、底座(3)、透水石槽(4)、环刀(6)、百分表架(10)、百分表(11)、变水头管(13)、水压测量仪(14);其中套筒(2)与底座(3)通过螺栓(7)连接,底座(3)内设置进水通道(8)和出水通道(9),底座(3)上开有透水石槽(4),进水通道(8)和出水通道(9)与透水石槽(4)连通,环刀(6)设置在套筒(2)内并位于透水石槽(4)上方,环刀(6)与底座(3)之间设置O型橡皮圈(5)密封止水,进水通道(8)与变水头管(13)连通,出水口(9)与水压测量仪(14)连通,百分表支架(10)设置在底座(3)上,百分表(10)安装在百分表支架(10)上,加压帽(1)设置在套筒(2)上。
2.根据权利要求1所述用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪,其特征在于:所述底座(3)上设置有用于放置O型橡皮圈(9)的环形凹槽(12)。
3.根据权利要求1或2所述用于测试土体固结变形及渗透系数的一维渗压仪,其特征在于:进水通道(8)和出水通道(9)上设置有阀门。
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