[发明专利]一种适用于土体固结应力下各向异性渗透系数测试装置

说明书

本发明公开了一种适用于土体固结应力下各向异性渗透系数测试装置，包括加压系统、渗透装置和数据采集系统；其中加压系统用于对渗透装置进行加压；数据采集系统用于采集渗透装置进行渗透试验时的数据信息。本发明可以直接测定土样一维固结蠕变和压缩特性，同时也能够测定土样在不同固结压力或不同变形条件下的垂直向与水平向渗透系数，得到初始和一维变形引起的土体渗透系数的各向异性特性；本装置可根据取土深度不同施加相应的固结压力，能够很好的模拟现场实际情况，采用加气压装置施加竖向荷载，固结压力通过施加气体压力与土样固结压力的线性关系，根据试验目的得到所需施加的气体压力控制试验过程土样应受的固结压力。

技术领域

本发明涉及一种适用于土体固结应力下各向异性渗透系数测试装置，属于岩土工程试验研究领域。

背景技术

渗透系数时反映土体力学特性的一个重要参数，它与土体的固结变形、地下水渗流等问题密切相关。随着我国城市化高速发展，地下工程在如火如荼地建设中，伴随着的工程隐患也越来越多，其中许多工程问题都与土中水的渗流密切相关，如深基坑开挖地下水的处理，截水和排水需根据土体渗透特性进行设计；修筑土石坝、边坡时，需要考虑填料的沉降和渗透性。由于地下较深的地层受上层重力荷载作用影响，不同地层中土的固结度不同，不同地层中土的渗透性亦不相同。同时，土体在上层重力荷载作用下渗透特性表现出明显的各向异性，即土体各个方向表现出的渗透性能不一样。如何通过试验得到土体在固结应力下不同角度的渗透系数，并对其渗透特性各向异性与工程特性的相关性进行深入研究具有重要的科研意义和现实意义。

传统的室内试验测量渗透系数方法主要有常水头和变水头渗透试验法，基于达西定律计算渗透系数。常水头和变水头渗透试验均是在没有轴向加载的条件下完成的，只适用于地表的土样情况，用其对深层的土体进行试验，测出的渗透系数与实际不符。而后，许多学者针对此特定问题，对常规渗透仪进行了改进或研制了新的渗透仪，如中国发明专利（专利号：201511005165.9）公开的一种固结渗透联合实验装置，由传统的渗透仪改造而成，利用加压组件对试样施加轴向压力，使土体发生一定的压缩变形，并对试样渗透液体施加较高的水头。此类仪器主要用于研究土体在竖向荷载作用下土体发生垂直向渗流的情况，无法实现对水平向渗透特性的研究。因此需要研制一种具备多功能联合测定试验装置，可以实现对土体具体固结程度的模拟，同时能够对其次固结阶段的垂直向和水平向渗透系数测量的试验装置，应用于现阶段大量地下工程渗透稳定性分析中。

发明内容

本发明提供了一种适用于土体固结应力下各向异性渗透系数测试装置，以解决现有技术的渗透仪不能用于实现对土体在受荷状态下渗透特性各向异性的研究问题。

本发明的技术方案是：一种适用于土体固结应力下各向异性渗透系数测试装置，包括加压系统、渗透装置和数据采集系统；其中加压系统用于对渗透装置进行加压；数据采集系统用于采集渗透装置进行渗透试验时的数据信息。

所述加压系统包括加气压装置3和加液压装置4；其中加气压装置3与渗透装置的盖板19上的进气管9连接，加液压装置4与渗透装置的底座16和套筒20上的供水管10连接。