[发明专利]一种岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪及测量方法

权利要求书

1.一种岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪，其特征在于，所述岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪设置有：

试样箱；

所述试验箱由主体框架、承压透水推板、受压透水推板组成；

所述受压透水推板经活塞杆穿过密封盖由压圈和密封圈密封，连接定位帽、位移千分表触板与调节螺栓相连。

2.如权利要求1所述的岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪，其特征在于，所述调节螺栓由拉杆和横梁组成的支架进行固定；

所述拉杆固定在密封盖上，承压透水推板经过活塞杆和传力接头与荷载传感器相连。

3.如权利要求1所述的岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪，其特征在于，加热环布置在6个活塞面板上长度为40mm。

4.一种利用权利要求1所述岩石三向膨胀及渗透系数的测量仪的岩石三向膨胀的测量方法，其特征在于，所述岩石三向膨胀的测量方法包括以下步骤：

(1)将试样制成尺寸为40mm*40mm*40mm的小正方体，拧开紧固螺栓，打开上方密封盖板，其余5个面上紧挨承压透水推板和受压透水推板放置透水石将；将试样放入试样箱内，紧挨试样放置透水石，盖上密封盖板，拧紧紧固螺栓，调节调节螺栓，使试样、透水石、透水推板三者紧密接触；调节位移千分表使指针指零；打开荷载传感器装置使其读数仪表为零；

(2)通过进水孔倒入少量水，使试样慢慢受水湿润，期间多次加水，使试样受水膨胀；经透水石、承压透水推板、活塞杆传力接头与荷载传感器相连接；通过与荷载传感器连接的读书装置读出三个方向的膨胀力；通过调节每个方向上的调节螺栓，改变每个方向上位移量，通过位移千分表量测出每个方向上的对应的位移量，再观察对应位移量上的膨胀力大小及膨胀力的变化；

(3)在其他环境条件都相同的情况下进行加热，利用温度控制系统，通过加热环，将试样加热至设定的温度；再观察试样每个方向上膨胀力的变化；至此完成膨胀岩石的膨胀力测定；

(4)试验结束后，将装置放置在阴凉通风处，对加热环进行自然降温处理，然后拆卸装置，取出膨胀岩石试样；清洗仪器，保证仪器干燥，干净。

5.一种利用权利要求1所述岩石三向膨胀及渗透系数的三向渗透系数的测定方法，其特征在于，所述三向渗透系数的测定方法包括以下步骤：

(1)在室外用体积为80mm*80mm*80mm的上下通孔的取样器取原状土，带回室内浸入水中；砂土浸4—6小时，壤土浸8—12小时，粘土浸24小时；浸水时，保持水面与正方形筒体上口平齐；

(2)将仪器正下方的荷载传感器和传力接头取走，使承压透水版下降至紧密接触下方密封盖；打开仪器正上方的密封盖，在正下方的承压透水推板上方放置透水石，且在透水石边缘再滴加溶蜡粘合与仪器的缝隙，其余四个面放置不透水石再滴加溶蜡粘合与仪器的缝隙；在试样上方放置透水石，盖上密封盖，拧紧紧固螺栓且在下方出水孔处放置烧杯；

(3)用烧杯通过上方进水孔往仪器内部注水，使水加满至进水孔；

(4)加水后，自下面出水孔滴下第一滴水时开始计时，以后每隔2、3、5…分钟更换漏斗下面的烧杯，并分别量渗水量Q1、Q2、Q3……Qn；每更换一次烧杯后将上面进水孔水面加至原来高度，同时记录水温；

(5)计算渗透系数，试验应重复四次，取算术平均数；

(6)换算为10℃时的渗透系数K₁₀，换算公式如下：

K₁₀＝Kt/(0.7+0.03t)；

式中，Kt为温度t℃时的渗透系数，单位为mm/min；t为渗透测定时入渗水的温度；

(7)需比较同一试样在除温度不同，其他条件相同情况下试样的渗透系数，利用温度控制系统和加热环对试样加热到预定温度，将注水温度也调到相应温度，在此温度下做试样的渗透实验，换算成温度为10℃时的渗透系数进行比较；

(8)停止试验，使加热环和仪器自然降温，取出试样，清洗仪器内部，晾干。

6.如权利要求5所述的三向渗透系数的测定方法，其特征在于，所述渗透系数的计算公式为

K—土壤的渗透系数；

Q—在时间t内渗透过一定截面积A的水量Q；

T—渗透时间；

I—水压梯度，即渗透层中单位距离内的水压降。