常、变水头复合渗透测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种泥石流源区宽级配砾石土渗透系数的测试装置，尤其涉及一种 常、变水头复合渗透测试装置。
【背景技术】
[0002] 泥石流作为一种灾变性事件是影响山区经济发展和人民生命财产安全的重大自 然灾害，泥石流灾害不仅威胁交通运输，增大铁路、公路养护费用，还会淤塞河库、桥涵，降 低工程使用寿命。由于泥石流成因复杂，量大面广，治理成本高，目前仍然无法进行全面控 制。泥石流的性质决定了它的形成需要充足的水源，我国引发泥石流的水源大多来自降雨， 降雨型泥石流的形成与土体的渗透性密切相关，砾石土的渗透特性是泥石流形成的关键环 节，渗透系数是综合反映土体渗透能力的一个指标，对渗透系数的测定主要通过渗透试验 而实现。
[0003] 目前测定土体渗透系数主要包括常水头渗透试验及变水头渗透试验，所用仪器为 传统的TST-70型渗透仪和南55型渗透仪。由于仪器设计缺陷，1、测定级配宽、粗颗粒含量 多的砾石土时，受尺寸效应及水头动态变化的影响，试验过程及试验精度与实际有较大出 入。2、不能兼容变水头渗透实验。采用三轴渗透仪测量时，虽然能够兼容常水头渗透试验 及变水头渗透试验，但由于此类设备造价较高、操作复杂、对操作人员操作要求较高，因此 不利于大范围推广应用。
【发明内容】
[0004] 针对目前渗透测试仪器存在的问题，为有效测量泥石流源区砾石土的渗透系数， 本发明提供一种常、变水头复合渗透测试装置。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种常、变水头复合渗透测试装 置，包括样品桶、输水管、注水装置、输气管和空压机；所述样品桶的顶部设有排放样品桶内 部气体的排气阀，至少三条测压管沿样品桶轴线方向均匀分布在样品桶的侧壁上；所述输 水管的一端与样品桶的顶部相连，另一端与靠近注水装置底部的侧壁相连；所述输水管上 设有用于控制样品桶注水流量的压力控制阀；所述注水装置的顶部设有用于调整注水装置 内部压力的排气阀和检测注水装置内部压力的压力表，侧壁上设有用于观察液面高度的刻 度尺；所述输气管的一端与注水装置靠近顶部的侧壁相连，另一端与空压机相连；所述输 气管上设有用于控制注水装置内部压力的压力控制阀。
[0006] 采用本发明的技术方案后：1、本装置可以方便灵活的调整水头大小，根据区域下 垫面条件及降雨特征设置相应的水头高度。2、通过调整注水装置内部压力可以克服尺寸效 应及水头动态变化对试验过程及试验精度的影响，能够准确测定泥石流源区宽级配砾石土 的渗透系数。3、通过调整注水装置中的压力控制阀门及排气阀门，可以使此装置转变为变 水头渗透试验装置，用于测定渗透性较小的土体。
[0007] 进一步的改进，所述样品桶包括由透明有机玻璃制成的用于测试样品的测试管、 多孔透水板和密封盖；所述多孔透水板为两块，一块与样品桶底部固定相连；一块设置在 测试样品的顶部；所述密封盖的顶部设有用于安装排气阀和输水管的接口；所述密封盖通 过密封螺丝固定在测试管的顶部。由于目前市面上的测试仪器主要为金属桶体，无法观测 水分下渗过程及土样内部的颗粒运移情况，不能很好的结合试验现象分析土体破坏启动形 成泥石流的机理。采用本发明的技术方案后，测试管采用透明的有机玻璃制成，能够方便地 观测水分下渗过程及土样内部的颗粒运移情况。
[0008] 进一步的改进，所述密封盖与测试管连接处设有密封垫。密封垫的采用能够提高 样品桶的密封效果，保证测试数据的准确性。
[0009] 进一步的改进，所述注水装置由透明的有机玻璃制成。在不观察刻度尺的情况下， 可以大致判断注水装置内的液面高度。
[0010] 进一步的改进，所述压力控制阀的量程为0. 05-0. 4MPA。通过调整压力控制阀的的 量程来调节注水装置和样品桶的内部压力，进而控制试验所需水头的大小。
[0011] 进一步的改进，所述样品桶和注水装置的底部分别设有可分离的支撑底座。可分 离支撑底座的采用，使得本测试装置可以在野外使用，扩展了测试装置的使用范围。
[0012] 本发明结构简单，操作方便，调过调整压力控制阀及排气阀的大小，能够兼容常水 头渗透试验及变水头渗透试验。制作成本较低，便于大范围的推广应用。
【附图说明】
[0013] 图1是常、变水头复合渗透测试装置的结构示意图。
[0014] 其中：1、样品桶，2、输水管，3、注水装置，4、输气管，5、空压机，6、排气阀，7、测压 管，8、压力控制阀，9、排气阀，10、压力表，11、刻度尺，12、压力控制阀，13、测试管，14、多孔 透水板，15、密封盖，16、支撑底座。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明优选的方式做进一步的阐述：
[0016] 如图1所示，一种常、变水头复合渗透测试装置，包括样品桶1、输水管2、注水装置 3、输气管4和空压机5。
[0017] 所述样品桶1包括由透明有机玻璃制成的用于测试样品的测试管13、多孔透水板 14和密封盖15。所述测试管13为内径20cm，长35cm的有机机玻璃管，3根内径为0. 8cm 的有机玻璃制成的测压管7沿测试管13轴线方向均匀分布固定在测试管13的侧壁上。各 个测压管7之间的间距为10cm，最下端的测压管距离样品桶底部的间距为5cm。
[0018] 多孔透水板14为两个，分别为样品桶底部的多孔透水板及装样后土样顶部的多 孔透水板，底部的多孔透水板通过有机玻璃胶与测试管13的底部相连，试验前在测试管底 部多孔透水板14上方铺设滤纸，依据土体密度及样品桶内土样体积计算所需土体质量，测 试管13内的土样高度为30cm，共分三层成样，层与层之间用毛刷刨毛，装样后在样品顶部 铺设滤纸，并放置顶部的多孔透水板14。
[0019] 所述密封盖15上设有用于安装排气阀和输水管的接口；用于调整样品桶内部压 力的排气阀6与排气阀接口固定连接。所述密封盖15通过密封螺丝固定在测试管13的顶 部，所述密封