CN208736779U - 一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，属于土工试验研究领域。主要包括水泵、水槽、水箱、升降台、渗透仪和U型管。升降台由台座、支撑杆和底座组成，台座上设有水箱固定槽，支撑杆带有刻度且可伸缩。渗透仪由上盖、底座、环刀、橡胶密封圈、横梁、螺杆、螺帽、加载螺杆、手柄组成。本装置一次可对三个饱和黏性土试样进行常水头渗流试验，也可通过调节升降台可对不同水头下饱和黏性土试样进行常水头渗流试验，省去了常规的渗透仪套筒，避免了温度等环境因素使水从环刀与套筒之间缝隙渗出而带来的误差，通过U型管测得单位时间内从土样中流出的水量，通过计算便可快速、准确的得到土样的渗透系数。

Description

一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置

技术领域

本实用新型涉及土工试验研究领域，特别涉及一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置。

背景技术

土体的渗透系数是研究地基或路基沉降时的一个重要参数，也是衡量土体渗透性的一个重要指标，因此，渗透系数的测量尤为重要。《土工试验方法标准》中，根据试验原理将渗流试验分为：常水头试验和变水头试验，常水头试验一般适用于粗粒土,变水头试验一般适用于细粒土。饱和黏性土属于细粒土，目前，其渗透系数的测量以室内变水头试验为主。但是，由于饱和黏性土渗透性低,常规的变水头试验所需时间较长,且试验过程中受温度等环境因素影响较大，这些因素，都将会对试验结果造成很大的误差。常水头试验通过固定水头，测量单位时间内流出的水量来确定渗透系数，所需时间相对较短，但是，现有的常水头试验装置大都根据粗粒土的试验标准制成，对细粒土难以快速、准确得到读数。因此，亟需一种快速、精确测量饱和黏性土的渗透系数的试验装置。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置。

本实用新型提供的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，主要包括水泵、水槽、水箱、升降台、渗透仪和U型管。水箱为长方体，设有一个进水孔、一个出水孔、一个溢水孔和一个排气孔，通过水箱进水管和溢水管，将水箱和水槽连接在一起，构成了一个完整回路；水箱通过出水管与三个渗透仪相连接，一次性测量三个土样渗透系数，构成一组试验，满足平行试验的要求。渗透仪由上盖、底座、环刀、上橡胶密封圈、下橡胶密封圈、横梁、螺杆、螺帽、加载螺杆、手柄组成，渗透仪上盖设有出水孔与U型管相连接。渗透仪底座设有一个进水孔和一个排气孔，渗透仪进水孔与水箱相连接，渗透仪排气孔与阀门相连接，通过阀门控制开闭，用于试验前排除装置内气泡。水泵从水槽中抽水通过水箱进水管注入水箱，利用水箱溢水孔保持水箱内水位恒定，多余的水通过水箱溢水管流入水槽，这样就构成一个完整回路，达到节约用水的目的。水箱排气孔设置在水箱上表面，一方面保证抽水时水箱内压力恒定，另一方面防止灰尘落入水箱污染试验用水，且试验用水采用蒸馏水。渗透仪省去了常规的套筒，通过上、下橡胶密封圈和加载螺杆，保证环刀与渗透仪上盖和底座间密闭连接，避免了常规渗透仪，由于水从套筒和环刀之间缝隙渗出造成的误差。渗透仪上盖出水孔与U型管相连接，便于测量从土样中流出的水量。达到了快速、精确测量饱和黏性土的渗透系数的预期要求。

优选地，所述水泵为防水小型恒流水泵，抽水速度可控，避免抽水速度过快，使水箱内水不能及时流出，而达不到常水头试验的要求。

优选地，所述的渗透仪内部由下至上依次是：下透水石、下滤纸、土样、上滤纸和上透水石。

优选地，所述水箱的进水管、溢水管、出水管，均为PVC透明软管，其内径为5毫米，且耐高压、抗老化。

优选地，所述水箱出水管通过1个四通直插塞，分出3个水管，每个水管用接头与从对应渗透仪的进水孔伸出的水管相连，四通直插塞及接头使水管连接处密闭且耐高压。

优选地，所述升降台台座上设有水箱固定槽，保证水箱稳定防止坠落，升降台的支撑杆可以伸缩，且标有刻度线，便于水头的读数。

优选地，所述渗透仪出水孔与U型管相连接，U型管内径大于1毫米且不超过4毫米，一方面为了避免毛细现象，另一方面可以在短时间内得到读数，且短时间内温度等环境因素变化不大，避免了常规变水头试验由于读数间隔时间长，温度等环境因素造成的试验误差。

优选地，所述的渗透仪上盖和底座上均设有透水石定位槽和橡胶密封圈定位槽，用于固定透水石和橡胶密封圈。

优选地，所述的渗透仪上盖、底座、环刀、横梁、螺杆、螺帽、加载螺杆的材质为不锈钢，水箱和水槽的材质为有机玻璃，保证试验时试样不被铁锈污染，也为了增加该装置的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：可同时测量多个土样的渗透系数；避免了渗透仪套筒与环刀缝隙间渗水，而造成的误差；试验用时较短、读数精确，受温度等环境因素较小；该装置制作简单，成本低，操作方便，试验过程简便、高效、快捷。

附图说明

图1 本实用新型的结构示意图。

图2 渗透仪横断面示意图。

图3 渗透仪上盖横断面示意图。

图4 渗透仪底座横断面示意图。

图中标识：1-水泵;2-水槽;3-水箱进水管;4-水箱进水孔;5-升降台底座; 7-水箱溢水管;8-升降台台座;9-水箱固定槽;10-水箱溢水孔;11-四通直插塞;12-升降台支撑杆;13-水箱出水管;14-水箱出水孔;15-水箱;16-水箱排气孔;17-连接头;18-阀门;19-渗透仪排气孔;20-渗透仪进水孔; 21-手柄;22-渗透仪底座;23-上透水石; 23a-下透水石;24-上橡胶密封圈; 24a-下橡胶密封圈;25-上滤纸; 25a-下滤纸;26-土样;27-环刀;28-渗透仪上盖;29-横梁;30-加载螺杆;31-U型管;32-渗透仪出水孔;33-螺帽;34-螺杆;35-上透水石定位槽; 35a-下透水石定位槽;36-上橡胶密封圈定位槽; 36a-下橡胶密封圈定位槽;37-承压槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案进行了描述，但本实用新型并不限于这个实施例。

实施例

该实施例以同时测量3个饱和黏性土样的渗透系数为例，试验装置参见图1-图4。试验装置主要包括水泵1、水槽2、水箱15、渗透仪和U型管31。水泵1为家庭鱼缸内常用的防水小型恒流泵，置于水槽2之中，试验时水槽2内水位要淹没水泵，且不少于100毫米；水箱15长400毫米，宽300毫米，高500毫米，设有一个进水孔4、一个溢水孔10、一个出水孔14和一个排气孔16，进水孔4、溢水孔10、出水孔14和排气孔16的接口外径均为5毫米，水箱进水孔4通过水箱进水管3与水泵1相连接，水箱进水管3内径为5毫米，接头处通过连接头17连接，水箱出水孔14通过水箱出水管13与渗透仪相连接，水箱15内多余的水通过溢水管7流入水槽2；水箱15置于升降台台座8上，通过水箱固定槽9固定，升降台由升降台底座5、升降台台座8和升降台支撑杆12组成，支撑杆12利用折叠伞杆的伸缩原理制成，最大伸长量2.5米；渗透仪省去了常规的套筒，由上盖28、底座22、环刀27、上橡胶密封圈24、下橡胶密封圈24a、横梁29、螺杆34、螺帽33、加载螺杆30、手柄21构成，其内部从上至下依次为上透水石23、上滤纸25、土样26、下滤纸25a、下透水石23a；渗透仪上盖28和底座22设有上透水石定位槽35、下透水石定位槽35a和上橡胶密封圈定位槽36、下橡胶密封圈定位槽36a，上透水石23和下透水石23a，直径为61.8毫米，厚度20毫米，土样26高度40毫米，直径61.8毫米，环刀27为不带边环刀，内径61.8毫米，高度40毫米，厚度2毫米；渗透仪出水孔32与U型管31相连接，U型管内径4毫米，每上升一个刻度为0.27毫升；渗透仪底座22设有进水孔20、渗透仪排气孔19，通过阀门18控制排气孔19，试验前通过排气孔19排除装置内气泡。

试验过程如下：

步骤1: 准备3个高度40毫米，内径61.8毫米的不锈钢环刀27；

步骤2: 用准备好的环刀27取3个黏性土样26，将土样上下表面刮平，并上下各贴一张直径61.8毫米的滤纸，然后在饱和桶中抽气饱和，先抽气1个小时，然后注水浸泡24小时后取出；

步骤3: 将水泵1、水箱15和3个渗透仪通过水箱进水管3、出水管13、连接头17和四通直插塞11连接在一起，将水泵1放入水槽2中，然后向水槽2内注入蒸馏水，且淹没水泵1过100毫米，然后开始装样；

步骤4: 在渗透仪底座22上，放一个直径61.8毫米，厚度20毫米的下透水石23a及下橡胶密封圈24a，然后将饱和后的带土样环刀27，安装在渗透仪底座22上，在土样26上表面放一个直径61.8毫米，厚度20毫米的上透水石23，及上橡胶密封圈24，最后安装渗透仪上盖28，将加载螺杆30底端对准渗透仪上盖承压槽37，拧转手柄21通过加载螺杆30使渗透仪上盖28、环刀27及渗透仪底座22接缝处密闭；

步骤5: 调节升降台的支撑杆12超过1米然后固定，打开水泵1向水箱7内注水，然后打开3个渗透仪的进水孔20的阀门18和排气孔19的阀门18排出装置内的空气后，关闭渗透仪排气孔20的阀门18；

步骤6: 将U型管31与渗透仪出水孔32连接，并向U型管内注入蒸馏水至0刻度线处，待每分钟U型管31液面上升量一定时，用针管抽取U型管31内的水将液面降低至0刻度线处，然后开始用秒表计时，待U型管31液面上升一个刻度时停止计时并记下时间，然后通过计算便可得到土样的渗透系数，然后调节升降台按同样的方法得到改水头下土样26的渗透系数，按此方法再调节4次升降台支撑杆12，最后将6次所得的渗透系数取平均值，这样便可简单、快速的得到3个土样26的渗透系数。

上述具体实施方式的描述仅用于说明本实用新型,而不用于限制本实用新型的权利保护范围。

Claims (9)

1.一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，主要包括水泵、水槽、水箱、升降台、渗透仪和U型管，其特征在于：水箱为长方体，设有一个进水孔、一个出水孔、一个溢水孔和一个排气孔，通过水箱进水管和溢水管，将水箱和水槽连接在一起，构成了一个完整回路；水箱通过出水管与三个渗透仪相连接；渗透仪由上盖、底座、环刀、上橡胶密封圈、下橡胶密封圈、横梁、螺杆、螺帽、加载螺杆、手柄组成，渗透仪上盖设有出水孔与U型管相连接。

2.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述水泵为防水恒流小型水泵，抽水速度可控。

3.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述的渗透仪内部由下至上依次是：下透水石、下滤纸、土样、上滤纸和上透水石。

4.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述水箱的进水管、溢水管、出水管，均为PVC透明软管，其内径为5毫米。

5.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述水箱出水管通过1个四通直插塞，分出3个水管，每个水管用接头与从对应渗透仪的进水孔伸出的水管相连，四通直插塞及接头使水管连接处密闭且耐高压。

6.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述升降台的台座上设有水箱固定槽，支撑杆可以伸缩，且支撑杆上标有刻度。

7.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述渗透仪上盖出水孔与U型管相连接，U型管为带刻度透明玻璃管，其内径为4毫米。

8.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述的渗透仪上盖和底座上均设有透水石定位槽和橡胶密封圈定位槽。

9.如权利要求1所述的一种三联式饱和黏性土常水头渗流试验装置，其特征在于：所述的渗透仪上盖、底座、横梁、螺杆、螺帽、加载螺杆和环刀的材质为不锈钢，水箱和水槽的材质为有机玻璃。