专利名称：一种测试渗透系数及抗渗比降的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及岩土工程测试领域，特别涉及一种能测定岩土体渗透系数及抗渗比降的装置。
背景技术：
岩土体在渗流作用下，发生渗透变形，可能导致工程失事，因此研究土体的渗透性及其抗渗破坏性能有着重要的意义，在垃圾填埋场防渗、深基坑帷幕防渗及江河堤防防渗等工程中，大多采用水泥土搅拌桩连续防渗墙或塑性混凝土连续墙作为防渗体，渗透系数及抗渗比降(坡降)是防渗墙设计和质量控制检测的关键性指标。由于水泥土等岩土体的渗透系数很小、抗渗比降(坡降)很高，要测定其渗透系数及抗渗比降(坡降)，需要较高的渗透水压力，而且测试方法应能允许试样在渗流作用下发生渗透变形破坏。这就要求在高水压力作用下试样周围不能漏水，试样顶部的固定物既能固定试样又不影响渗流面积，还能允许试样在渗流作用下发生渗透变形。所以，试样周围的密封及试样顶部的固定方法是测定渗透系数和抗渗比降的关键技术。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够测定水泥土等岩土体的渗透系数和抗渗比降(坡降)的装置，采用这种装置既能有效测定水泥土等岩土体渗透系数又能有效测定其抗渗比降(坡降)。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种测试渗透系数及抗渗比降的装置，包含仪器盒，位于仪器盒顶部的仪器盖，位于仪器盒底部的仪器底座，其特征在于仪器底座设有渗透水压力室和与渗透水压力室连通的进水通道，仪器底座上方设有下透水石，试样位于下透水石上，试样上设有上透水石，上透水石上设有压样环，压样环与仪器盖固定连接，仪器盖顶部设有排水口，排水口外接量水装置。
如果试样为圆柱形，则上透水石为圆环形，下透水石为圆形，压样环为圆环形，仪器盖为圆筒形，上透水石的外径、压样环的外径，下透水石的直径和仪器盖的内径都与试样的直径相同。应当注意，上下透水石的渗透系数比试样的渗透系数大，且圆环形上透水石的内径应大于5mm。仪器盒上下端分别设有上压环和下压环，试样外设有一圆筒形薄膜，薄膜上端固定在仪器盒壁与上压环之间，薄膜下端固定在仪器盒壁与下压环之间，上压环、下压环、仪器盒壁和薄膜共同围成周围水压力室，在仪器盒的盒壁上还设有周围水压力室进水口和周围水压力室出水口。仪器盖顶部可设有透明顶板，排水口设在透明顶板上。其中薄膜为柔软、延伸性好且不透水的乳胶膜。
本实用新型采用独特的设计既保证了试样的渗流面积不受影响，又允许试样产生渗透变形，而且在周围水压力作用下，试样与乳胶膜之间的密封良好，因此，采用本实用新型测定的岩土体渗透系数及抗渗比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
图1为本实用新型一实施例的示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步的描述。
一种测试渗透系数及抗渗比降的装置，包含仪器盒5，位于仪器盒顶部的仪器盖3，位于仪器盒底部的仪器底座9，其特征在于仪器底座9设有渗透水压力室15和与渗透水压力室15连通的进水通道16，仪器底座9上方设有下透水石14，试样7位于下透水石14上，试样7上设有上透水石11，上透水石11上设有压样环10，压样环10与仪器盖3固定连接，仪器盖3顶部设有排水口1，排水口1外接量水装置。
如果试样为圆柱形，则上透水石为圆环形，下透水石为圆形，压样环为圆环形，仪器盖为圆筒形，上透水石的外径、压样环的外径，下透水石的直径和仪器盖的内径都与试样的直径相同。应当注意，上下透水石的渗透系数比试样的渗透系数大，一般说来，透水石的渗透系数大于1cm/s，而试样的渗透系数小于0.1cm/s，且圆环形上透水石的内径应大于5mm。
仪器盒3上下端分别设有上压环4和下压环8，试样7外设有一圆筒形薄膜12，薄膜12上端固定在仪器盒壁3与上压环4之间，薄膜12下端固定在仪器盒壁3与下压环8之间，上压环4、下压环8、仪器盒5的盒壁和薄膜12共同围成周围水压力室，在仪器盒5的盒壁上还设有周围水压力室进水口6和周围水压力室出水口13。仪器盖5顶部可设有透明顶板2，排水口1设在透明顶板2上。
根据本实用新型的一个实施例，将水泥土等岩土体制成圆柱形试样7，试样底部放在圆形的下透水石14上，试样顶部放置圆环形的上透水石11，上下透水石的外径与试样直径一致，将试样连同底部的透水石放置在仪器底座9上，在试样顶部的圆环形上透水石11上部放置一防止试样向上位移的圆环形压样环10，压样环外径、圆环形上透水石的外径均与试样直径一致。仪器盒3上下端分别设有上压环4和下压环8，将一圆筒形乳胶膜12套在试样外，该乳胶膜12上端固定在仪器盒壁3与上压环4之间，乳胶膜12下端固定在仪器盒壁3与下压环8之间，下压环与下透水石外的乳胶膜紧贴，上压环4、下压环8、仪器盒5的盒壁和乳胶膜12共同围成周围水压力室，在仪器盒5的盒壁上还设有周围水压力室进水口6和周围水压力室出水口13。将仪器盒5与仪器底座9用螺栓固定连接，将仪器盖3与仪器盒5用螺栓固定连接，压样环10固定在仪器盖上，仪器盖的内径与压样环10的外径一致，在仪器盖上设有透明顶板2，透明顶板2上设有出水口1；在试样与乳胶膜之间可涂有一层粘稠性不透水物质。
在使用时，渗透水压力独立施加在试样底部，周围水压力施加在乳胶膜上，周围水压力始终比渗透水压力大至少1～50kPa，这样水就不会从试样和乳胶膜之间流过，如在试样周围涂抹少量凡士林或其它粘稠性不透水物质，则试样与乳胶膜之间的密封性更好。由试样底部施加渗透水压力，渗透水经过试样，从仪器盖上的出水口流出，出水口接量水装置，通过测量渗透水压力，时间及渗流量，就可计算出渗透系数和抗渗比降(坡降)。
这样，试样顶部和底部分别采用圆环形透水石和圆形透水石固定试样，由于透水石的渗透系数大于试样的渗透系数，因此不影响试样的渗流面积，而且试样顶部的圆环形透水石还可允许试样产生渗透变形。通过施加周围水压力可使乳胶膜紧贴在试样周围，必要(试样表面不光滑)时，可以在试样表面涂抹凡士林或者其它粘稠性不透水物质，提高密封性能，由于周围水压力始终大于渗透水压力，所以能有效防止水从试样与乳胶膜之间渗过。仪器盖顶部为透明顶板，可由此观察试样在渗流作用下的破坏情况。
本实用新型采用独特的设计既保证了试样的渗流面积不受影响，又允许试样产生渗透变形，而且在周围水压力的作用下，试样与乳胶膜之间的密封良好，因此，采用本实用新型测定的岩土体渗透系数及抗渗比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
由于在本实施例中采用的是圆柱形的试样，因此固定试样的仪器底座、仪器盒、仪器盖、压样环、上下透水石的截面形状都是圆形或圆环形的。但是，本领域的普通技术人员应当了解，固定试样的仪器底座，仪器盒、仪器盖、压样环、上下透水石的截面形状只要与试样一样或者配套就可以了，不仅可以是圆形的，也可以是椭圆形，正方形，三角形等其它形状的。其中乳胶膜可以用其它柔软、延伸性好且不透水的薄膜来替代。该装置的大小规模可以根据试样情况进行发定。
权利要求1.一种测试渗透系数及抗渗比降的装置，包含仪器盒，位于仪器盒顶部的仪器盖，位于仪器盒底部的仪器底座，其特征在于仪器底座设有渗透水压力室和与渗透水压力室连通的进水通道，仪器底座上方设有下透水石，试样位于下透水石上，试样上设有上透水石，上透水石上设有压样环，压样环与仪器盖固定连接，仪器盖顶部设有排水口，排水口外接量水装置。
2.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于试样为圆柱形，则上透水石为圆环形，下透水石为圆形，压样环为圆环形，仪器盖为圆筒形，上透水石的外径、压样环的外径，下透水石的直径和仪器盖的内径都与试样的直径相同。
3.如权利要求1所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于圆环形上透水石的内径大于5mm。
4.如权利要求3所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于上下透水石的渗透系数大于试样的渗透系数。
5.如权利要求2所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于仪器盒上下端分别设有上压环和下压环，试样外设有一圆筒形薄膜，薄膜上端固定在仪器盒壁与上压环之间，薄膜下端固定在仪器盒壁与下压环之间，上压环、下压环、仪器盒壁和薄膜共同围成周围水压力室，在仪器盒的盒壁上还设有周围水压力室进水口和周围水压力室出水口。
6.如权利要求2所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于仪器盖顶部设有透明顶板，排水口设在透明顶板上。
7.如权利要求5所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于该薄膜为乳胶膜。
8.如权利要求7所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于在试样与乳胶膜之间可涂有一层粘稠性不透水物质。
9.如权利要求8所述的测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于粘稠性不透水物质为凡士林。
专利摘要本实用新型公开了一种测试渗透系数及抗渗比降的装置，其特征在于仪器底座设有渗透水压力室和与渗透水压力室连通的进水通道，仪器底座上方设有下透水石，试样位于下透水石上，试样上设有上透水石，上透水石上设有压样环，压样环与仪器盖固定连接，仪器盖顶部设有排水口，排水口外接量水装置。在试样外设有一圆筒形乳胶膜，由仪器盒壁、乳胶膜及固定乳胶膜的上下压环共同形成周围水压力室。采用本实用新型的装置既保证了试样的渗流面积不受影响，又允许试样产生渗透变形，而且在周围水压力的作用下，试样与乳胶膜之间的密封良好，所以本实用新型测定的岩土体渗透系数及抗渗比降(坡降)具有很高的可靠度和精度。
文档编号G01N7/10GK2816809SQ20052004395
公开日2006年9月13日 申请日期2005年8月1日 优先权日2005年8月1日
发明者田堪良, 高大铭, 乐茂强 申请人:上海市政工程设计研究院, 上海市政工程勘察设计有限公司