可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置

本技术属于土体渗透性、细颗粒侵蚀性测试，尤其涉及一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置及方法。

背景技术：

1、真空预压法被视为加固吹填软土地基的有效方法，通过向软土地基中打设排水板，并进行抽真空，软土地基排水固结，强度提升。需要注意的是，随着深度加深，真空预压真空度会衰减，土体渗透性受到影响；另一方面，在真空压力的长期作用下，打设在加固区周围的粘土密封墙中的泥浆细颗粒会发生内侵蚀现象，导致细颗粒流失、墙体变薄或变形、墙体渗透性改变，甚至可能影响墙体稳定性。

2、目前无论是常水头测试装置、变水头测试装置、柔性壁测试装置，均未考虑真空预压工况，因此无法贴合真空预压工程的实际工况，对在长期真空压力作用下土体渗透系数改变、细颗粒侵蚀程度的研究，存在困难。

3、为此，有必要根据真空预压实际情况，研发一种可调节真空压力大小的测试装置，以更真实地研究长期真空压力作用下土体渗透系数改变和细颗粒侵蚀程度，以期为真空预压参数设计和施工提供帮助。

技术实现思路

1、针对真空预压工况下土体渗透性、细颗粒侵蚀程度测试领域存在的困难，本实用新型提供了一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置及方法。

2、为实现上述的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案：

3、一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，包括供水设备、渗透设备、集水设备以及真空压力供给设备；其中：

4、所述的集水设备包括集水桶以及量杯；集水桶的上端设置有集水桶进水口、下端设置有集水桶出水口，且集水桶的侧壁分别设置有集水桶抽气口、集水桶排气口；量杯置放在集水桶出水口的正下方；所述的集水桶进水口、集水桶出水口、集水桶抽气口以及集水桶排气口均配装有控制阀门；所述渗透设备支撑在集水设备的上方，且渗透设备中装载有试样，渗透设备的上端能够与供水设备的出水口连通，渗透设备的下端能够与集水桶进水口连通，而集水桶抽气口则能够与真空压力供给设备的抽吸端连通。

5、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述的供水设备包括储水箱、自动补水控制器、储水箱出水口、出水管；储水箱出水口配装有储水箱出水控制阀门；

6、所述储水箱的底部及侧面封闭，上部敞口，自动补水控制器位于储水箱内并悬置在储水箱的控制液面上方，储水箱出水口位于储水箱的侧面并紧靠着储水箱的底部设置；

7、所述出水管的一端与储水箱出水口连接，另一端则与渗透设备的上端连通；

8、所述的自动补水控制器与室内供水龙头连接。

9、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述的集水桶整体为具有密闭空间的腔室结构，由集水桶上盖、集水桶侧壁、集水桶底盖围接形成；集水桶上盖在中部位置处设有集水桶进水口，集水桶侧壁设有集水桶抽气口、集水桶排气口，集水桶底盖在中部位置处设有集水桶出水口。

10、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述集水桶底盖最边缘向下延伸设置4条支撑腿，用于稳定集水桶。

11、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述集水桶底盖的截面整体呈外凸弧形设置；集水桶出水口设置于集水桶底盖的弧底位置处。

12、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述的渗透设备包括试样槽、透水板、不锈钢滤网；

13、所述试样槽的上、下端均通过法兰配合连接的方式对应密封安装有试样槽上盖、试样槽底盖，以形成具有密闭试样装载空间的空腔结构；

14、透水板包括两块，对应为上部透水板、下部透水板；不锈钢滤网包括两块，对应为上部不锈钢滤网、下部不锈钢滤网；

15、试样槽上盖与试样的上端之间顺序叠放有上部透水板、上部不锈钢滤网；试样的下端与试样槽底盖之间顺序叠放有下部不锈钢滤网、下部透水板；

16、试样槽上盖的中部位置处设置有试样槽进水口，而试样槽底盖的中部位置处则设置有试样槽出水口；

17、试样槽进水口通过出水管与储水箱出水口连通；试样槽出水口通过连接管c与集水桶进水口连通；

18、试样槽底盖最边缘向下设置4条支撑腿用于稳定试样槽。

19、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型试样槽侧壁的上下两端均配置有法兰，对应为上端法兰、下端法兰，而试样槽上盖与上端法兰对应的位置处设置有匹配的上盖法兰，试样槽底盖与下端法兰对应的位置处设置有匹配的底盖法兰；

20、上端法兰、上盖法兰之间通过若干根均布的上部螺栓连接；下端法兰与底盖法兰之间通过若干根均布的下部螺栓连接。

21、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述的真空压力供给设备包括真空泵、真空压力调节器、连接管b；真空泵的真空抽吸端通过连接管b与真空压力调节器连接，而真空压力调节器则通过连接管a与集水桶抽气口连通。

22、作为上述技术方案的进一步优化，本实用新型所述的真空压力供给设备提供的真空压力大小为0-100kpa。

23、本实用新型提出的一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其突出优点在于：

24、1.供水设储水箱中液面上的自动补水控制器与室内供水龙头连接，以提供稳定渗透水流。

25、2.不锈钢滤网孔径大小可调控，可适用于多种颗粒级配的土体试样侵蚀程度测试。

26、3. 真空压力供给设备真空压力调节器可灵活调控真泵提供的真空压力大小（0-100kpa），更大程度上贴合真空预压实际工况。

27、4. 本实用新型装置主要利用有机玻璃材质加工而成，价格低廉、操作原理简单易懂，并可通过灵活改变装置尺寸，以适应土体试样尺寸变化。

技术特征：

1.一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，包括供水设备（ⅰ）、渗透设备（ⅱ）、集水设备（ⅲ）以及真空压力供给设备（ⅳ）；其中：

2.根据权利要求1所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述的供水设备（ⅰ）包括储水箱（2）、自动补水控制器（1）、储水箱出水口（3）、出水管（4）；储水箱出水口（3）配装有储水箱出水控制阀门；

3.根据权利要求2所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述的集水桶整体为具有密闭空间的腔室结构，由集水桶上盖（19）、集水桶侧壁（22）、集水桶底盖（23）围接形成；集水桶上盖（19）在中部位置处设有集水桶进水口（18），集水桶侧壁（22）设有集水桶抽气口（21）、集水桶排气口（20），集水桶底盖（23）在中部位置处设有集水桶出水口（25）。

4.根据权利要求3所述的一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，集水桶底盖（23）最边缘向下延伸设置4条集水桶底盖支撑腿（24），用于稳定集水桶。

5.根据权利要求3或4所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述集水桶底盖（23）的截面整体呈外凸弧形设置；集水桶出水口（25）设置于集水桶底盖（23）的弧底位置处。

6.根据权利要求3所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述的渗透设备（ⅱ）包括试样槽、透水板（10）、不锈钢滤网（11）；

7.根据权利要求6所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，试样槽侧壁(12)的上下两端均配置有法兰（9），对应为上端法兰、下端法兰，而试样槽上盖（6）与上端法兰对应的位置处设置有匹配的上盖法兰，试样槽底盖（14）与下端法兰对应的位置处设置有匹配的底盖法兰；

8.根据权利要求5所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述的真空压力供给设备（ⅳ）包括真空泵（30）、真空压力调节器（28）、连接管b（29）；真空泵（30）的真空抽吸端通过连接管b（29）与真空压力调节器（28）连接，而真空压力调节器（28）则通过连接管a（27）与集水桶抽气口（21）连通。

9.根据权利要求1所述的可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，其特征在于，所述的真空压力供给设备（ⅳ）提供的真空压力大小为0-100kpa。

技术总结
本技术公开了一种可调节真空压力的土体渗透、侵蚀性测试装置，旨在测试土体在真空预压工况下的渗透系数及内侵蚀程度。测试装置包括供水设备、渗透设备、集水设备以及真空压力供给设备；集水设备包括集水桶以及量杯；集水桶的上端设置有集水桶进水口、下端设置有集水桶出水口，且集水桶的侧壁分别设置有集水桶排气口以及与真空压力供给设备的抽吸端连通的集水桶抽气口；量杯置放在集水桶出水口的正下方；渗透设备中装载有试样，渗透设备的上端与供水设备的出水口连通，下端与集水桶进水口连通。由此可见，本发明适应不同真空预压工况、不同颗粒级配的流动状土体渗透系数及侵蚀程度的测试。

技术研发人员：邓永锋,姜闯,胡永涛,卢友兵,徐琛琛,程达,郭杨子,卢安全,杨枢
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：20220930
技术公布日：2024/1/12