渗透系数测定方法及测定仪.pdf

渗透系数测定方法及测定仪，利用抽真空设备使土样处于真空负压状态，同时利用由于真空而产生的压力差作为渗透时的渗透力，促使水在土样中流动而发生渗流，测定水的渗流量、渗流时间、流过土样的距离，从而获得被测土样的渗透系数。本发明适用范围广，可以测量低渗透性能的土样，还可以测量高渗透性的土样；可以测量土体处于不同沉降值下的渗透系数，也可以用于研究土样的渗透系数随沉降值而变化关系；可以纯粹用于不同的固结实验，可以用来分析堆载联合真空预压处理软土地基机理研究，测试效率高。

1.  一种渗透系数测定方法，其特征在于：利用抽真空设备使土样处于真空负压状态，同时利用由于真空而产生的压力差作为渗透时的渗透力，促使水在土样中流动而发生渗流，测定水的渗流量、渗流时间、流过土样的距离，从而获得被测土样的渗透系数。

2.  一种实现如权利要求1所述的测定方法的测定仪，其特征在于，包括底座，底座上设置进水口和排气口，底座、圆筒形护套、导正环、活塞及活塞缸构成密封腔，下透水石置于底座中间，下透水石、上透水石、圆筒形护套构成的空腔为土样室，土样室放置被测土样，圆筒形护套和底座之间设置密封垫，环刀切取土样放在护套内土样室中，环刀上设有导正环，上透水石置于导正环内的土样上，传力环下端压在上透水石上，上端顶着活塞，活塞缸坐在导正环上，活塞缸和导正环之间垫密封垫，活塞缸和底座通过螺栓联接压紧密封垫，活塞和活塞缸之间“O”圈密封，塑料管通过活塞的通孔连接密封腔和抽真空设备，上端盖坐在活塞缸上，活塞杆穿过上端盖和固定块，固定块固定活塞，上端盖上设置了百分表固定支架。

渗透系数测定方法及测定仪
技术领域
本发明涉及一种土工测试仪器及其测试方法，特别适合于极低渗透性地基土以及地基土在不同固结情况下渗透系数的测试。
背景技术
根据不同土质，采用不同方法测试土样的渗透系数，如砂性土采用卡明斯基管(土样管法)和70型实验仪法(基姆式渗透仪)；粘性土采用南55型渗透仪，当遇到渗透性极差的高塑性粘土时，就需要很高水头，不然就需要很长的时间，甚至观测不到渗流。另外一种就是加荷渗透法，这种方法就是利用空压机产生的气压力，根据土样渗透性能的好坏在土样上施加不同的渗透压力，以便缩短渗透时间。但是根据渗压仪测试机理，在做渗透试验时，首先它不能够避免土样与环刀之间产生错动，这极大地影响了测试的准确度，其次更重要的一点是渗压仪利用堆载原理，在整个渗透过程中，土样始终都处于饱和状态，不能够反映土样处于真空条件下的渗透性能。
发明内容
为了解决采用现有渗透系数测试仪在测量粘性土尤其是渗透性极差的高塑性粘土时，所存在的测试效率极低甚至根本测不了的问题，又或者测不准，以至于不能够反映土样处于真空状态下的渗透性能的问题，本发明提供一种利用真空而产生的压力差作为渗透时的渗透力的渗透系数测定方法及其测定仪。
一种粘性土渗透系数测定方法，利用抽真空设备使土样处于真空负压状态，同时利用由于真空而产生的压力差作为渗透时地渗透力，促使水在土样中流动而发生渗流，测定水的渗流量、渗流时间、流过土样的距离，从而获得被测土样的渗透系数。
一种粘性土渗透系数测定仪，包括底座，底座上设置进水口和排气口，底座、圆筒形护套、导正环、活塞及活塞缸构成密封腔，下透水石置于底座中间，下透水石、上透水石、圆筒形护套构成的空腔为土样室，土样室放置被测土样，圆筒形护套和底座之间设置密封垫，环刀切取土样放在护套内土样室中，环刀上设有导正环，上透水石置于导正环内的土样上，传力环下端压在上透水石上，上端顶着活塞，活塞缸坐在导正环上，活塞缸和导正环之间垫密封垫，活塞缸和底座通过螺栓联接压紧密封垫，活塞和活塞缸之间“O”圈密封，塑料管通过活塞的通孔连接密封腔和抽真空设备，上端盖坐在活塞缸上，活塞杆穿过上端盖和固定块，固定块固定活塞，上端盖上设置了百分表固定支架。
本发明的优点是，适用范围非常广，可以测量低渗透性能的土样，还可以测量高渗透性的土样；可以测量土体处于不同沉降值下的渗透系数，也可以用于研究土样的渗透系数随沉降值而变化关系；可以纯粹用于不同的固结实验，通过调整活塞的大小以及控制真空度的高低，从而调整固结压力的大小；可以用来分析堆载联合真空预压处理软土地基机理研究，分析研究在真空预压基础上加上不同的荷载堆载下土的沉降规律。测试效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，其中：1-底座、2-下透水石、3-护套、4-密封垫、5-环刀、6-土样室、7-导正环、8-上透水石、9-传力环、10-活塞缸、11-活塞、12-密封垫、13-螺栓、14-密封圈、15-上端盖、16-固定块、17-百分表支架、18-塑料管、19-抽真空设备。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
如附图所示，本发明含底座1、底座1上设置进水口和排气口，下透水石2置于底座1中间，在护套3和底座1之间垫密封垫4，环刀5切取土样放在土样室6内，环刀5上放导正环7，上透水石8置于导正环7内土样上，传力环9下端压在透水石8上，上端顶着活塞11，活塞的直径为31毫米至150毫米，活塞缸10坐在导正环7上，活塞缸10(内径为32毫米至151毫米)和导正环7之间垫密封垫12，活塞缸10和底座1通过螺栓13连接压紧密封垫4和12，活塞11和活塞缸10之间用密封圈14密封，塑料管18通过活塞11联接抽真空设备19和活塞11下部的密封腔，上端盖15坐在活塞缸10上，活塞杆11穿过上端盖15和固定块16，固定块16固定活塞11，百分表支架17固定在上端盖15上。
本发明的工作原理：
将环刀切取的待测土样放在由圆筒形护套、底座、导正环、活塞及活塞缸构成的密封腔内，先经活塞、传力环、上透水石预压紧土样，固定活塞，开动真空泵，使密封腔土样室上端形成真空，土样室下端经阀门、盛满水的计量管与大气连通，土样上下产生大气压差，大气压差驱使纯净水从土样下端向土样上端渗流，实验中保持密封腔真空度稳定，量测土样高度、截面积，测记实验温度、相应时间内的渗透水量，按达西定律计算土样的渗透系数，随后松开活塞，关闭底座的进水阀，活塞上下的压差经传力环施加在土样上，驱使土样产生沉降变形，达到某设定的沉降值，固定活塞，打开进水阀门重复上述步骤继续测试土样沉降后的渗透系数，如此往复直至结束。