[发明专利]一种双向的径向渗流仪及其使用方法

说明书

本发明公开了一种双向的径向渗流仪及其使用方法，属于土工试验领域。可以用于从中心向四周的径向渗流实验，也可以用于从四周向中心的径向渗流实验，主要包括底座、外套筒与透水筒的组合体、上盖、加载架。该径向渗流仪的内部从下往上依次为下垫片、土样、上垫片。土样呈圆环柱状，孔内插有透水棒。该径向渗流仪内有流经土样中心和周边的两个主要水路，控制水路的进水和排水，可使一个水路的水沿土样不同的径向渗透到另一个水路，流入水量测量容器内。方便在试验初期尽快排出仪器内部气体，组件少，一机两用，节约资源和时间。

技术领域

本发明涉及土工实验领域，特别涉及一种双向的径向渗流仪及其使用方法。

背景技术

土体的渗透性是土体的基本工程特性之一，是土工实验研究中必须测定的指标之一，是分析堤坝渗流计算和地下水渗流计算的基础。土体试样的渗透有竖向、横向及径向渗透三种方式。一维竖向与横向的渗透实验方法及设备相对成熟，而目前对于土体在径向渗流条件下的渗透性及径向渗透系数测定的实验并不成熟，并无较有针对性的实验方法和实验设备。专利检索找到了申请号为201720773880.5，名称为“一种用于评价土体径向渗流特性的径向渗透实验装置”，该装置是从中心向四周渗流，且其进水口在上方，不便排出土样内的气体；其出水口在下方，土样中渗出的水有可能快速流出，使土样上部外侧处于非饱和状态，致使土样内的状态并不均一，与实验要模拟的不同，影响测试精度。

径向渗流分两种情况，包括从中心向四周渗流，和从四周向中心渗流，科研中急需能够模拟这两种情况的渗流仪，测定相应的径向渗透系数，且可较为真实的反应土体在径向渗流情况下渗透性的演变规律，以期为实际工程问题的处理提供参考依据。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种双向的径向渗流仪及其使用方法。

本发明提供的一种双向的径向渗流仪及其使用方法，主要包括底座、外套筒、透水筒、上盖、透水棒、加载架；底座内有通向底座上表面中心的中心进水孔，底座内还有连通透水筒下方的环形集水槽的边缘进水孔；上盖内有通向上盖下表面中心的中心排水孔，还有连通透水筒上方的边缘排水孔；上密封圈位于上盖的上密封圈凹槽内，下侧与外套筒的上端面接触；下密封圈位于底座的下密封圈凹槽内，上侧与外套筒的下端面接触；实验时，内部从下往上依次为下垫片、土样、上垫片；上垫片在实验过程中与土样的上端面接触，与上盖的下表面的接触紧密；圆环柱状土样的孔内插有透水棒，土样的外侧面与透水筒之间、及内侧面与透水棒之间均有滤纸；

采用该径向渗流仪进行向中心渗流实验时的步骤如下：

步骤1-1：将加载架和底座的组装体放置在平整的实验台上，外部的2条进水管接入底座，外部的2条排水管接入上盖；居中放置下垫片，并将下密封圈放入下密封圈凹槽；

步骤1-2：组装外套筒和透水筒，在组合体内侧放置滤纸，将土样推入，一起放到底座上，向土样中心的孔内放置滤纸，缓慢地插入透水棒；

步骤1-3：放置上垫片，使透水棒的上端穿过中心孔，上密封圈放入上密封圈凹槽，再安装上盖，并旋转手柄，使加载螺杆压紧上盖；

步骤1-4：集水瓶接与中心排水孔相连的排水管，并放置在电子天平上；打开所有的进水管和排水管开关，当与边缘排水孔相连的排水管排出的水内不再有气泡，关闭该排水管上的开关，再关闭与中心进水孔相连的进水管开关，待与中心排水孔相连的排水管内不再有气泡排出，每隔5min记录1次电子天平的读数；

步骤1-5：8个小时后，结束实验，计算向中心渗流的渗透系数；

采用该径向渗流仪进行从中心向外的渗流实验时的步骤如下：

步骤2-1：将加载架和底座的组装体放置在平整的实验台上，外部的2条进水管接入底座，外部的2条排水管接入上盖；居中放置下垫片，并将下密封圈放入下密封圈凹槽；