[实用新型]一种路基土非饱和渗透系数测量系统

说明书

本实用新型涉及道路工程领域，特别是涉及一种路基土非饱和渗透系数测量系统。本实用新型提供一种路基土非饱和渗透系数测量系统，包括试样容纳装置和供水装置，所述试样容纳装置包括试样容纳件，所述试样容纳腔中还设有温度测量装置和基质吸力测量装置，还包括用于覆盖所述试样容纳件上敞口的顶盖，所述顶盖与试样容纳件之间可拆卸连接；所述试样容纳件还包括导气通道、进水通道和排水通道。本实用新型所提供的路基土非饱和渗透系数测量系统及其对应的测量方法具有功能集成、操作便捷、控制精准等特点，可在试验全过程中实时采集动态数据，并通过内部校核大幅提高测量精度，实现对土样含水率变化下非饱和渗透系数的自动化测量。

技术领域

本实用新型涉及道路工程领域，特别是涉及一种路基土非饱和渗透系数测量系统及其相关测量方法。

背景技术

在道路工程中，地下水受土粒间孔隙的毛细作用向上层土基中渗透，地下水上升加之降水入渗和薄膜水迁移，会导致土基中含水率波动、土体干密度下降，常带来路基强度衰减、变形失稳、冻融翻浆等问题，危害交通基础设施的安全稳定与长效耐久。渗透系数是表征路基土抵抗水分变迁作用而维持强度和稳定性的重要指标，《公路土工试验规程》对饱和土样的渗透系数测量已提出相应的试验方法，但在实际工程中，路基土往往处于干燥或中湿状态，其非饱和渗透系数是应当关注的重点。当前，有关学者和科研机构对路基土的非饱和渗透系数业已研发了相应的测量装置，但既有试验方法和装置存在如下亟待解决的关键问题： (1)试样制备过程中难以精确控制土样的初始状态，如含水率、压实度、孔隙比等；(2) 土样尺寸较小，受土体变异性和尺缩效应的影响较大；(3)结构复杂、操作繁琐，通过肉眼观测记录试验数据，试验结果的准确性较为依赖操作人员的熟练程度；(4)只能获取特定时刻的土样含水率与渗透系数，无法得到试验全程中渗透系数随含水率或饱和度的变化规律。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种路基土非饱和渗透系数测量系统及其相关测量方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型一方面提供一种路基土非饱和渗透系数测量系统，包括试样容纳装置和供水装置，所述试样容纳装置包括试样容纳件，所述试样容纳件包括上敞口的试样容纳腔，所述试样容纳腔的底部设有多孔缓冲层，所述试样容纳腔中还设有温度测量装置和基质吸力测量装置，还包括用于覆盖所述试样容纳件上敞口的顶盖，所述顶盖与试样容纳件之间可拆卸连接；

所述试样容纳件还包括导气通道、进水通道和排水通道，所述供水装置通过进水通道与多孔缓冲层连通，所述多孔缓冲层还通过排水通道与外部连通，所述试样容纳腔的顶部通过导气通道与外部连通。

在本实用新型一些实施方式中，所述多孔缓冲层包括透水石层和滤纸层，所述滤纸层覆盖于透水石层表面。

在本实用新型一些实施方式中，所述试样容纳件的侧壁上设有检测装置容纳腔，所述温度测量装置和基质吸力测量装置位于检测装置容纳腔中。

在本实用新型一些实施方式中，所述检测装置容纳腔贯穿所述试样容纳件的侧壁，所述温度测量装置和基质吸力测量装置与检测装置容纳腔紧密贴合。

在本实用新型一些实施方式中，包括三个以上基质吸力测量装置，所述基质吸力测量装置在试样容纳腔的延伸方向上交错均匀分布，优选的，在试样容纳腔的延伸方向上，基质吸力测量装置之间的间隔为5～10cm。

在本实用新型一些实施方式中，所述顶盖与试样容纳件之间通过固定件可拆卸连接，所述固定件优选为延伸方向与试样容纳件延伸方向一致的固定杆，所述固定杆的一端与试样容纳件固定连接，另一端与顶盖可拆卸连接，更优选为螺纹连接。

在本实用新型一些实施方式中，所述进水通道和/或排水通道上设有流量控制装置。