[发明专利]评价长期渗流作用下砂土损伤程度的装置和方法

说明书

本发明公开了评价长期渗流作用下砂土损伤程度的装置，它包括三脚架，所述三脚架的顶部固定有圆环，所述圆环上可拆卸的安装有压力室；所述压力室包括圆筒，所述圆筒的顶部固定有顶盖，在圆筒的底部固定有孔板；所述顶盖的中心设置有进水口，所述进水口通过水管与蓄水槽的出水口相连通，所述蓄水槽的顶部空腔与通过调压阀与空压机相连，所述压力室的正下方设置有收集装置。可以解决现有测试和评价土体渗流损伤程度无实验装置的问题，结构简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及岩土实验领域，尤其是一种评价长期渗流作用下砂土损伤程度的装置和方法。

背景技术

我国有各类水库和湖泊近十万个、河流近五万条，湖库水位的变动已造成的地质灾害不计其数，其中渗流造成的土体结构损伤是重要的诱发原因之一。土体渗流损伤的程度主要受内在因素与外在因素的影响，内因主要包括土体的组成成分和级配、初始密实度Dr、渗透系数k等物理力学指标；外因主要为渗透压力和渗流时间等。目前有一些学者尝试着开展了定性的室内渗透实验及现场测试实验，但实验变量难以控制、测量精度难以保证，且多数研究停留在渗透特性的研究上，没有评价渗透损伤对土体结构的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种评价长期渗流作用下砂土损伤程度的装置和方法，可以解决现有测试和评价土体渗流损伤程度无实验装置的问题，结构简单，使用方便。试验时细颗粒收集盒保持充满水的状态，在试验开始前将电子天平数据清零，在渗透结束后，收集盒增加的质量即为流失细颗粒累计质量m_e，结合颗粒分析试验界定的可动细颗粒总量定义出损伤变量对比分析渗透水力梯度i、初始不均匀系数Cu_o、初始密实度Dr等因素对土体细颗粒流失规律的影响，建立土体损伤演化方程ω＝f(i,Cu_o,Dr)。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：评价长期渗流作用下砂土损伤程度的装置，它包括三脚架，所述三脚架的顶部固定有圆环，所述圆环上可拆卸的安装有压力室；所述压力室包括圆筒，所述圆筒的顶部固定有顶盖，在圆筒的底部固定有孔板；所述顶盖的中心设置有进水口，所述进水口通过水管与蓄水槽的出水口相连通，所述蓄水槽的顶部空腔与通过调压阀与空压机相连，所述压力室的正下方设置有收集装置。

所述顶盖和孔板通过长螺栓分别固定安装在圆筒的两端，在长螺栓的顶部固定有锁紧螺母。

所述孔板上放置有筛孔铁网。

所述圆筒的内部上方设置有圆形透水石。

所述收集装置包括漏斗，所述漏斗放置安装在圆筒的底部，在漏斗的正下方设置有盒体，所述盒体的内部设置有微孔滤芯，在微孔滤芯的下方设置有小孔径滤芯。

所述漏斗和盒体都采用有机玻璃材料制成，在盒体的顶部边缘加工有用于排水的孔道。

所述收集装置整体放置在天平上，所述天平通过数据线与数据采集模块相连。

所述小孔径滤芯的孔径小于0.1mm，，微孔径滤芯的孔径小于0.01mm。

所述圆筒采用透明有机玻璃制作，上下贯通。

采用任意一项所述的装置评价长期渗流作用下砂土损伤程度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：拧开锁紧螺母，打开顶盖；

步骤2：将调制好的土样分层装入圆筒内，确保没有空洞；

步骤3：根据土样质量、体积、含水率和比重计算确定初始孔隙比、初始密实度指标；

步骤4：把圆形透水石放置于土样上；

步骤5：盖上顶盖，并通过锁紧螺母拧紧长螺栓；

步骤6：将压力室放在收集装置上方，通过三脚架调整两者之间的距离；