[发明专利]一种类达西实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种类达西实验装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)内设置有第一水箱(2)和温控系统，所述第一水箱(2)通过供水管(3)连接有定水头装置，所述定水头装置通过两根溢流管(4)分别连接有第一水箱(2)和渗流装置，所述渗流装置设置在所述底座(1)的顶部，所述渗流装置上安装有探头(5)和测压管(32)，所述渗流装置通过测压管(32)连接有测压装置。

2.根据权利要求1所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述渗流装置包括封堵件(6)，所述封堵件(6)固定在所述底座(1)顶部，所述封堵件(6)上开设有进水口(7)，所述封堵件(6)顶部可拆卸连接有渗流桶(8)，所述渗流桶(8)顶部可拆卸连接有封堵板(9)，所述封堵板(9)上开设有排气口(10)，所述排气口(10)内安装有排气阀(11)，所述渗流桶(8)内自下而上依次设置有第一透水层(12)、下透水板(13)、试样(14)、上透水板(15)和第二透水层(16)，所述渗流桶(8)上端设置有出水口(17)，所述出水口(17)通过排水管(18)与所述第一水箱(2)连通，所述排水管(18)上安装有流量计(19)，所述出水口(17)位于所述第二透水层(16)周向的所述渗流桶(8)桶壁上，所述试样(14)周向的所述渗流桶(8)桶壁上开设有若干个通孔。

3.根据权利要求2所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述第一透水层(12)和第二透水层(16)由若干个玻璃球组成，所述渗流桶(8)为有机玻璃桶。

4.根据权利要求3所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述玻璃球为不同直径的玻璃球。

5.根据权利要求2所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述定水头装置包括第二水箱(21)，所述第二水箱(21)滑动连接在支架(22)上，所述第二水箱(21)内设置有隔水板(23)，所述隔水板(23)固定安装在所述第二水箱(21)底部，所述第二水箱(21)底部开设有进水孔(24)和溢水孔(25)，所述隔水板(23)设置在所述进水孔(24)和溢水孔(25)之间，所述溢水孔(25)的数量为两个，所述第二水箱(21)通过两个溢水孔(25)和两根溢水管分别与所述第一水箱(2)和所述进水口(7)连通，所述进水孔(24)通过供水管(3)与所述第一水箱(2)连通，所述供水管(3)上安装有水泵(26)。

6.根据权利要求5所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述第一水箱(2)、第二水箱(21)和渗流桶(8)外侧均设置有保温层(27)。

7.根据权利要求2所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述通孔包括监测孔(20)和测压孔(28)，所述监测孔(20)内安装有探头(5)，所述探头(5)电性连接有第一显示器(29)，所述第一显示器(29)安装在所述底座(1)顶部，所述测压孔(28)内安装有测压管(32)，所述测压管(32)与测压排(30)底部连接，所述测压排(30)固定安装在标尺(31)上。

8.根据权利要求1所述的一种类达西实验装置，其特征在于：所述温控系统包括加热棒(33)、温度传感器(34)和第二显示器(35)，所述加热棒(33)固定安装在所述第一水箱(2)内壁底部，所述第二显示器(35)固定安装在所述底座(1)内，所述第二显示器(35)通过所述温度传感器(34)与所述加热棒(33)电性连接。

9.一种类达西实验装置的使用方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

S1、在渗流装置中的渗流桶(8)内自下而上依次装入玻璃球、下透水板(13)、试样(14)、上透水板(15)和玻璃球，将试样(14)均匀捣实，用封堵板(9)密封，记录渗流装置渗流桶(8)的断面面积A、渗流装置测压孔(28)之间距离为L和试样(14)粒径d；

S2、将定水头装置固定在高度h1，打开水泵(26)，为第二水箱(21)供水，通过溢水管使水缓慢充满渗流装置，同时打开排气孔阀门，将渗流装置中的气泡全部排出，然后关闭排气阀(11)；

S3、渗流装置出水口(17)水流稳定后，记录流量计(19)数据，并读取测压排(30)数据；

S4、调节定水头装置至h2～hn，重复步骤S3的操作，根据达西定律得出K的值，并分析不同进水压力条件下，K的变化，其中K为渗透系数，A为渗流装置断面面积，ΔH为任意相邻两个测压孔(28)之间的水头差，L为相邻测压孔(28)之间的垂直距离；

S5、打开温控系统，设定温度T1，待第二显示器(35)显示的温度传感器(34)温度与设定温度一致后，重复步骤S1至步骤S4的操作，记录流量计(19)数据，并读取测压排(30)数据，分析该温度条件下，不同进水压力条件下，K的变化；

S6、设定温度T2～Tn，重复步骤S5的操作，分析不同温度条件下，不同进水压力和不同温度条件下，K的变化；

S7、在第一水箱(2)中加入重量为g1的NaCl，重复步骤S1至步骤S3的操作，待渗流装置探头(5)连接的第一显示器(29)显示电导率稳定后，记录流量，读取测压排(30)数据，测得该盐度条件下，K的值；

S8、第一水箱(2)中加入重量为g2～gn的NaCl，并重复步骤S7，步骤S1至S4和步骤S1至S6的操作，分别探讨不同的盐度、进水压力和温度条件下以及不同盐度、压力、温度的组合条件下，K的变化；

S9、更换不同粒径试样(14)，重复步骤S1至步骤S8的操作；分析不同进水水压、温度和盐度条件下，或是不同组合条件下，不同粒径试样(14)对K的影响。