[发明专利]多功能渗透变形试验仪及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土及尾矿测量装置技术领域，具体的说是一种测定最粒径不大于5毫米土或尾矿在不同边界条件下的渗透系数及渗透变形参数试验仪。

背景技术

当前国内还没有通过技术鉴定的制式渗透变形试验仪。仅《土工试验规程》(SL237-1999)中给出了粗颗粒土的渗透及渗透变形试验方法与试验装置，各相关科研机构各自制作满足自己特定需求的试验测试模型。这些装置用来测定用细砂与尾矿土的渗透变形参数均存在明显的不足。如体型太大、操作繁琐、可控性差、功能单一不能模拟原位应力边界条等。

发明内容

本发明的目的是设计一种操作方便，可控性好，多功能的能直接测定细砂与尾矿土在一维和二维应力边界条件下的渗透系数与渗透变形参数试验仪。

本发明多功能渗透变形试验仪，包括：机架，垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边。

本发明多功能渗透变形试验仪，包括：机架，垂直加载控制系统置于有机玻璃特制的组合式渗流容器的上盖上，侧向加载控制系统置机架内，有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边，带溢流管的水头升降装置的出水管和有机玻璃特制的组合式渗流容器的底座上的进水阀相连。

所述的带溢流管的水头升降装置1包括水箱23、水箱23下部的支板两端的孔套在导向钢绳24上，导向钢绳24上下两端和支架26相连，拉伸线索一头和水箱相连，另头绕过定滑轮和定位涡轮15相连，水箱通过管道和渗流容器底座11相连。

所述的组合式有机玻璃特制的渗流容器包括：导向管6、渗透固结管19或用于二维加载或原状样柔性密封K₀渗透固结管22、底座11依次密封相连，并用螺杆紧固形成一个整体，上盖5，下固定板14分别置于上下两端，穿过螺杆用螺帽紧固。

所述的上盖5上设置有垂直加载控制系统。

所述的垂直加载控制系统包括：上盖5中心安有活塞套4，活塞套4上端是垂直加载装置3，通过两根螺杆固定在上盖5上，上盖5侧面布有出水的二通阀门，活塞套4的活塞杆上装有垂直位移传感器夹具，导向管6侧面布有二通阀门。

所述的渗透固结管19上按一定间距布有三个高精度度差压传感器8、9、10，通过三通接头、阀门及导水管与渗透固结管19或K₀渗透固结管22和侧压管2相连，差压传感器8、9、10信号线通过采集合与微机机连。

所述的侧向加载控制系统是一台全自动精密液压控制器，在加载的同时能记录体变，安装在机架内，通过高压尼龙管与K₀渗透固结管22压力腔相连。

所述的用于二维加载K₀渗透固结管22内壁呈向外凹的弧形，内壁套有带咀筒状乳胶，膜咀上套有尼龙管用O形圈与K₀渗透固结管22密封连接，与膜咀呈90度角布有二个二通阀门，一个与液压控制器相连，一个与K₀渗透固结管22压力腔容积调节管相连，其它组件与渗透固结管19一致。

所述的底座11包括直管和整体漏斗，整体漏斗上端放置不锈钢下透水板，整体漏斗的进口设有环形滤气透水网12，直管和整体漏斗间通过O形圈密封，底座11布有两二通阀门，一个进水，一个排气。

所述的流量及温度测量系统包括：流量测量管21进水口与渗流容器出水口用管道相连并应水平，下端布有温度传感器和流量传感器16，传感器信号线通过采集合与微机连。

上盖5、下固定板14可分别单独拆装，下固定板14上布有排水排砂的二通阀门。

侧压管2、用有机玻璃特制的组合式渗流容器和垂直加载与侧向加载控制系统组件固定在机架上，流量及温度测量系统设置在机架侧边，水头传感器安装在渗透固结管19和K₀渗透固结管22，工作台上设有渗流容器垂直支座与水平支撑架13，四脚设有调平螺丝。

以上结构之间用高压尼管连接，所有传感器与8通道采集盒相连，采集盒和计算机之间通过通信电缆相连。

本发明多功能渗透变形试验仪测试步骤如下：

(1)、多功能渗透变形试验仪检校