[发明专利]压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置

权利要求书

1.一种压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：包括相似材料模拟系统、加载系统；加载系统包括空气加压系统、空气稳压装置；相似材料模拟系统包括箱体装置、相似材料；所述箱体装置的骨架为钢架结构，前后板采用可拆卸透明有机玻璃板便于观察，左右侧板可拆卸便于后期试验处理；所述的箱体装置中间设置可移动挡板，一侧为密封室；相似材料的填充在前透明有机玻璃板安装之前完成，所述前透明有机玻璃板的安装位置可安装分层固定板，方便填充材料；

通过气压表对密封室内的气压P进行监测和记录，利用刻度尺观察记录密封室内水位变化，采用在密封室埋设虹吸管的方法记录渗流发生的位置和时间；

所述的渗流发生的位置通过虹吸管内出现水体判定，渗流时间的测量由虹吸管内水位变化和秒表实现；

所述的渗流时间的测量通过虹吸管内水位变化h₃和水位变化经历的时间t的计算实现，t₀为开始试验至虹吸管内观察到水的时间，h₂为相似材料铺设厚度；渗流发生时间T为：。

2.根据权利要求1所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的箱体装置由钢架结构、左右侧板、前后透明有机玻璃板、可移动挡板、分层固定板、轮子、刻度尺、注水口、虹吸管接口、气压阀门和气压表组成，所述的箱体装置呈一个长1200mm，宽600mm，高600mm的一侧敞口一侧密封的长方体状容器。

3.根据权利要求2所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的钢架结构由一定规格的槽钢、角钢及钢板焊接而成，箱体底板与上方架构焊接连接，箱体中间的钢板中央靠下部分留有规格为200mm×300mm的矩形孔。

4.根据权利要求3所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的矩形孔敞口侧设置有导向槽，导向槽安装可以上下移动的钢板作为可移动挡板,利用密封槽和密封圈实现可移动挡板和箱体之间的密封，使用螺栓将可移动挡板紧固；所述的可移动挡板上部设置把手。

5.根据权利要求2所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的密封室上部是整体的钢质密封盖，在所述的密封盖靠近后透明有机玻璃板右侧设置气压阀门连接加载系统空气稳压装置，在所述的密封盖靠近后透明有机玻璃板左侧安装气压表，在所述的密封盖靠近前透明有机玻璃板右侧开设注水口，所述的密封盖上开有一定数量的虹吸管接口。

6.根据权利要求2所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的分层固定板为1000mm×10mm×100mm的透明有机玻璃板，端头开有螺栓孔方便与箱体骨架相连。

7.根据权利要求2所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的轮子安装在箱体底座上，轮子带有刹车。

8.根据权利要求2所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的刻度尺包括前刻度尺和后刻度尺；后刻度尺标注在后透明有机玻璃板靠右位置，前刻度尺标注在箱体骨架右侧板边缘，密封圈外侧；刻度尺精度为mm。

9.根据权利要求1所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的虹吸管的观察管体部分垂直布置，虹吸管埋设的不可见部分管壁内涂有溶于水的颜色鲜明的材料，虹吸管管体上标有刻度；虹吸管出水口水平低于吸水口水平。

10.根据权利要求1~8任一所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的气压P、水位变化h₁、相似材料铺设厚度h₂与相似模拟材料的渗透率k存在一定的函数关系：

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11.根据权利要求1所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：所述的空气稳压装置由伺服控制实现精准控制。

12.根据权利要求1所述的压控式渗流试验机理及渗流时间测量装置，其特征在于：利用水体不可压缩的性质，通过所述的加载系统实现加压控制。