测定土层渗透系数的原位检测装置技术领域
本发明涉及土木工程检测设备，特别是一种测定土层渗透系数的原位检测装置。
背景技术
目前在土木工程中，通常采用注水试验的方式来确定土层的渗透系数，试验时需
要保持固定水头高度向试坑内注水，量测渗入土层的水量，以确定渗透系数。
现场技术人员往往直接用水箱连接管路，利用秒表和量尺进行控制，这种原始的
方法对水位控制、时间控制和水量计算均存在较大的误差，无法保证试验精度。影响工程技
术人员对土层渗透系数的精准判定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种测量精度高，稳定性好，易
操作且安全可靠的测定土层渗透系数的原位检测装置。
本发明的技术方案是：一种测定土层渗透系数的原位检测装置，其包括进水管、流
量计、控制中心、外筒、外筒注水管、内筒和内筒注水管；内筒套设于外筒内，与外筒放置于
试验坑的原状土上，原状土上方的内筒和外筒的底部设有砾石或碎石缓冲层，内筒内壁设
有内筒水位传感器，外筒内壁设有外筒水位传感器；进水管分别连接外筒注水管和内筒注
水管，外筒注水管和内筒注水管分别置于外筒和内筒内；外筒注水管上设有外筒电磁开关
阀，内筒注水管设有内筒电磁开关阀和流量计，流量计置于内筒电磁开关阀与进水管之间；
控制中心分别连接流量计、外筒电磁开关阀、外筒水位传感器、内筒电磁开关阀和内筒水位
传感器，为它们提供电源及控制信号。
本发明进一步的技术方案是：其还包括计时模块，计时模块置于流量计与内筒电
磁开关阀之间，计时模块与控制中心电性连接。
本发明进一步的技术方案是：所述的流量计为电子流量计。
本发明进一步的技术方案是：所述的砾石或碎石缓冲层的砾石或碎石的粒径为5-
10mm。
本发明进一步的技术方案是：所述的砾石或碎石缓冲层的厚度为2-3mm。
本发明进一步的技术方案是：所述的外筒和内筒为不锈钢筒。
本发明进一步的技术方案是：其还包括进水阀门，进水阀门安装于进水管的进水
端。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明测量精度高，稳定性好，易操作且安全可靠。数据的精度控制通过计时模块和电
子流量计按照控制系统设定的程序进行自动记录和数据处理，水位控制由水位控制系统自
动控制进出水，杜绝了人工读数和记录产生的误差。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种测定土层渗透系数的原位检测装置，其包括进水阀门1、进水管2、电子
流量计3、计时模块4、控制中心5、不锈钢外筒7、外筒注水管9、不锈钢内筒10和内筒注水管
11；不锈钢内筒10套设于不锈钢外筒7内，与不锈钢外筒7放置于试验坑的原状土上，原状土
上方的不锈钢内筒10和不锈钢外筒7的底部设有砾石或碎石缓冲层12，砾石或碎石缓冲层
12的厚度为2-3mm，其砾石或碎石的粒径为5-10mm，不锈钢内筒10内壁设有内筒水位传感器
14，不锈钢外筒7内壁设有外筒水位传感器8；进水阀门1安装于进水管2的进水端，进水管2
另一端分别连接外筒注水管9和内筒注水管11，外筒注水管9和内筒注水管11分别置于不锈
钢外筒7和不锈钢内筒10内；外筒注水管9上设有外筒电磁开关阀6，内筒注水管11设有内筒
电磁开关阀13和电子流量计3，流量计3置于内筒电磁开关阀13与进水管2之间；计时模块4
置于流量计3与内筒电磁开关阀13之间；控制中心5其分别连接电子流量计3、计时模块4、外
筒电磁开关阀6、外筒水位传感器8、内筒电磁开关阀13和内筒水位传感器14，为它们提供电
源及控制信号。
本发明的工作原理及使用方法：测定土层渗透系数之前的准备工作参照水利水电
工程钻孔注水试验规程(SL345-2007)中的试坑单环注水试验的要求进行准备，先将本发明
的高为20cm，直径为25cm的不锈钢内筒10按照同心圆状置于高为20cm，直径为50cm不锈钢
外筒7内，与不锈钢外筒7内同时放置在试验坑的原状土上，轻轻压入原状土内5-8cm，并不
要扰动土层结构，不锈钢外筒7和不锈钢内筒10周边不漏水；原状土上方的不锈钢内筒10和
不锈钢外筒7的底部铺设厚度为2-3mm砾石或碎石缓冲层12；外筒水位传感器8和内筒水位
传感器14距离坑底面的高度为10cm。
测量时，操作者通过控制中心5启动测量，水源的水通过进水阀门1，一部分经过进
水管2、外筒电磁开关阀6和外筒注水管9，注入到不锈钢外筒7内；另一部分通过电子流量计
3、计时模块4、内筒电磁开关阀13和内筒注水管11，注入到不锈钢内筒10内。注入到内、外筒
的水经过砾石或碎石缓冲层12后不断注入试验土层内，当试验坑内水位不断上升到达外筒
水位传感器8和内筒水位传感器14时(此刻，内外筒内水位分别达到距试验坑底10cm处)，外
筒水位传感器8和内筒水位传感器14将信号传输给控制中心5，控制中心5自动控制外筒电
磁开关阀6和内筒电磁开关阀13的启闭，来控制内、外筒内水位持恒在10cm，水位波动幅度
控制在0.5cm范围内的目的。
试验过程中的不锈钢内筒10注入流量和注入时间分别通过电子流量计3和计时模
块4获得，并传输至控制中心5进行记录和数据处理。试验过程中控制中心5每隔5min自动记
录一次注入量，连续测量5次后，每间隔20min自动记录一次注入量，至少记录6次，待连续两
次注入量的差值不大于后一次流量的10%时，系统传递指令到内筒水位传感器14关闭，试验
终止。控制中心5再根据相应的算法(该算法为现有技术)计算得出土层渗透系数。