[实用新型]一种消除边壁效应的粗颗粒土渗透试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于消除粗颗粒土渗透试验中边壁效应的试验装置，属于土工试验技术领域。

背景技术

土中孔隙相互连通时可形成透水通道。虽然这些通道很不规则，且往往很狭窄，但水可以靠其重力沿着这些通道在土中流动。水在土孔隙通道中流动的现象，叫做水的渗流；土可以被水透过的性质，称为土的渗透性或透水性，它是土的力学性质之一。土的渗透系数是评定土渗透性大小的参数，土的渗透系数越大，则透水性越强；反之，则越弱。

室内试验测定土的渗透系数的理论依据：通过测定土试样横截面A的渗流流量_q或流速v，单位流程的水头损失即水力梯度i，由达西定律v=ki反算得出土的渗透系数k。粗粒土的渗透系数约为10^-2-10^-4cm/s，其透水性较好。各类规范均规定的室内测定粗粒土渗透系数的方法均是采用常水头渗透试验，即：在试样筒内分层制备试样，试样制好后，试样注水饱和后，盖上上透水板；再由试样筒上部的上透水板结合上透水板上方试样筒侧壁的溢水孔对试样进行恒压注水（施加常水头）；然后读取试样筒上、中、下部的三个测压管的水位，同时用量筒量取试样筒通过下透水板流出的渗透水量；然后，根据三个测压管的水位，渗透水量和渗透时间，由达西定律计算出土的渗透系数。这种方法测定的渗透系数会因粗粒土与仪器筒的边壁效应而产生误差。

所谓边壁效应，是指粗粒土颗粒与刚性的试样筒的筒壁之间的孔隙较粗粒土颗粒间的孔隙大，土颗粒与筒壁形成的透水通道的连通性也较土颗粒之间的好，在相同的水头（水压）作用下，粗粒土颗粒与筒壁之间的渗流速度大于粗粒土颗粒间的实际渗流速度；也即有较多的水从粗粒土本身并不存在的筒壁处的旁道流走。导致试验测得的渗透系数比实际值大，影响了试验的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于消除粗颗粒土渗透试验中边壁效应的试验装置。该试验装置能够减少试验过程中所产生的边壁效应，从而使渗透试验的条件更能符合实际情况，试验结果更准确、可靠。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是，一种消除边壁效应的粗颗粒土渗透试验装置，其组成是：圆形的试样筒的底部固定下透水板；试样筒的壁向下伸出与底座相连，试样筒向下伸出的壁上设有渗水孔；试样筒上部设有溢水孔，试样筒的中上部、中部和中下部分别连有上测压管、中测压管和下测压管；试样筒在溢水孔以下的内壁上涂覆有柔性阻水材料层；内径与试样筒内径适配的上透水板置于试样筒内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于试样筒的内壁上涂覆有柔性阻水材料层；在试样筒内分层制备试样时，土颗粒在压实过程中，会挤压柔性阻水材料而与其形成紧密接触，堵塞试样筒的内壁与土颗粒之间的孔隙。试样制好后，在试样表面盖上上透水板，即可进行渗透系数的测定。测定时由于试样筒的内壁与土颗粒之间的孔隙已被堵塞，渗流的水只能通过土颗粒间本身的孔隙渗流，从而消除了粗颗粒土渗透试验中的边壁效应，使渗透试验的条件更能符合实际情况，试验结果更准确、可靠。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例在试样制好、盖上透水板后的整体剖视结构示意图。

图2是图1的局部A的放大结构示意图。

图1、图2中6为试样。

具体实施方式

实施例

图1和图2示出，本实用新型的一种具体实施方式是一种消除边壁效应的粗颗粒土渗透试验装置，其组成是：圆形的试样筒1的底部固定下透水板4b；试样筒1的壁向下伸出与底座1a相连，试样筒1向下伸出的壁上设有渗水孔5；试样筒1上部设有溢水孔2，试样筒1的中上部、中部和中下部分别连有上测压管3a、中测压管3b和下测压管3c；试样筒1在溢水孔2以下的内壁上涂覆有柔性阻水材料层7；内径与试样筒1内径适配的上透水板4a置于试样筒1内。

多次使用后，如柔性阻水材料层损坏，则将其刮掉，重新涂覆一层柔性阻水材料层7即可。柔性阻水材料层可以选用是硅酮胶层或硅橡胶层。