一种水头可调节的岩石渗透测试装置的制作方法

本实用新型属于工程技术领域，尤其涉及一种水头可调节的岩石渗透测试装置，适用于对岩石渗透系数有严格要求的岩石工程，例如地下厂房、水工隧洞、海底隧道、大坝边坡等。

背景技术：

水电、交通、建筑、采矿、核废料处理、国防等岩土工程中，地下水对边坡、地下洞室、坝基、地基等的稳定性有显著影响，直接关系到工程安全和顺利投产，是工程中必然面临且必须解决的核心问题。据不完全统计和相关研究表明，渗流作用是众多岩土边坡破坏、矿井事故和水利水电工程大坝失事等工程事故的主要原因之一。随着越来越多常规高水头电站及抽水蓄能电站的建设，设计水头越来越高，地质条件越来越复杂，岩石的渗透稳定问题愈加突出。

在一定的压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性，渗透系数代表了岩石允许流体通过的能力，其中流体可以为液体，也可以为气体。在一般情况下，岩石的渗透性随压力的增加而增加，一些在低压下不渗透或渗透性很低的岩石，在高压下出现透水或者渗透性明显增大的现象，主要是由于在高压作用下岩石中的微裂隙或节理等软弱结构面可能张开或扩展，从而改变了岩石的原始渗透特性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，为了提供岩石渗透性的测试精度，缩短渗透性测试时间，研究岩石在不同水头作用下的渗透性，提供一种水头可调节的岩石渗透测试装置。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种水头可调节的岩石渗透测试装置，其特征在于，所述水头可调节的岩石渗透测试装置包括储水容器和渗透测试容器，所述储水容器与渗透测试容器之间设有进水管相连接，所述进水管在水流的方向上依次设有进水开关和止水夹，所述进水管的支路上设有供水管，所述供水管连接在进水开关和止水夹之间的进水管上，所述供水管侧设有刻度尺。

在采用上述方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本实用新型的优先技术方案，所述渗透容器的上端设有多个可调螺母以调节渗透容器内部的容纳空间。

作为本实用新型的优先技术方案，所述渗透测试容器在水流方向的下游侧底部设有出水管，所述出水管上设有出水开关。

作为本实用新型的优先技术方案，所述渗透测试容器在水流方向的下游侧上部设有排气管，所述排气管上设有排气开关。

本实用新型提供一种水头可调节的岩石渗透测试装置，能够研究在不同水头作用下的岩石的渗透性，此外，通过调节可调螺母可以实现不同大小的岩石的容纳和固定。本实用新型的结构简单，操作简便，便携性强，便于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种水头可调节的岩石渗透测试装置的图示。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

（1）装置构成

一种水头可调节的岩石渗透测试装置，包括储水容器1和渗透测试容器2，储水容器1与渗透测试容器2之间设有进水管3相连接，进水管3在水流的方向上依次设有进水开关31和止水夹32，进水管3的支路上设有供水管4，供水管4连接在进水开关31和止水夹32之间的进水管3上，供水管4侧设有刻度尺41。

渗透容器2的上端设有多个可调螺母5以调节渗透容器2内部的容纳空间。

渗透测试容器2在水流方向的下游侧底部设有出水管6，出水管6上设有出水开关61。

渗透测试容器2在水流方向的下游侧上部设有排气管7，排气管7上设有排气开关71。

（2）试验前准备

试验前用环刀取原状试验，并测定其密度、含水率及比重，然后将装有试样的环刀推入套筒并压入止水圈，装好带有透水板和垫圈的上、下盖。

将试样放入渗透测试容器中，根据试样大小调节可调螺母，确保试样牢固固定在测试容器内。

（3）渗透性测试

打开进水开关，并关闭止水夹，将水头充水至需要高度，开秒表，记录起始水头h1；关闭进水开关，并打开止水夹，经时间t后记录终了水头h2，同时测记试验开始时与终止时的水温。如此连续测记3次后，再使水头回升至需要高度，再连续测记3次，共进行6次试验，且每次测记的渗水量不少于5cm³。

（4）渗透系数计算

按下式计算渗透系数kt及k20：

式中：

kt——水温t℃时的渗透系数，cm/s；

k20——标准温度（20℃）时的渗透系数，cm/s；

a——供水管截面积，cm²；

l——渗径，等于试样高度，cm；

a——试样面积，cm²；

t——时间，s；

h1、h2——开始和终止时的水头，cm；

ηt/η20——水的t℃与标准温度时的动粘滞系数比。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种水头可调节的岩石渗透测试装置，其特征在于，所述水头可调节的岩石渗透测试装置包括储水容器和渗透测试容器，所述储水容器与渗透测试容器之间设有进水管相连接，所述进水管在水流的方向上依次设有进水开关和止水夹，所述进水管的支路上设有供水管，所述供水管连接在进水开关和止水夹之间的进水管上，所述供水管侧设有刻度尺。

2.根据权利要求1所述的水头可调节的岩石渗透测试装置，其特征在于，所述渗透测试容器在水流方向的下游侧底部设有出水管，所述出水管上设有出水开关。

3.根据权利要求1所述的水头可调节的岩石渗透测试装置，其特征在于，所述渗透测试容器在水流方向的下游侧上部设有排气管，所述排气管上设有排气开关。

技术总结
本实用新型属于工程技术领域，尤其涉及一种水头可调节的岩石渗透测试装置，适用于对岩石渗透系数有严格要求的岩石工程，例如地下厂房、水工隧洞、海底隧道、大坝边坡等。本实用新型提供一种水头可调节的岩石渗透测试装置，能够研究在不同水头作用下的岩石的渗透性，此外，通过调节可调螺母可以实现不同大小的岩石的容纳和固定。本实用新型的结构简单，操作简便，便携性强，便于推广应用。

技术研发人员：刘宁;彭鹏;陈平志;封磊
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2019.07.26
技术公布日：2020.09.11