[发明专利]一种温控低渗透性土的实验设备

说明书

本发明公开了一种温控低渗透性土的实验设备，实验设备包括主机装置，主机装置包括内缸、外缸、活塞件、双向流泵和流量泵，内缸设置在外缸中，活塞件可移动地设置在内缸中。进行低渗透型土的渗透试验过程中，采用活塞件在内缸中压实土样，土样与内缸内壁紧密接触，避免边界渗流效应；采用流量泵向试验腔注入渗流液，使土样达到饱和状态，利用流量泵从试验腔抽取渗流液，使土样达到非饱和状态；利用双向流泵实现试验腔中渗流液循环，缩短试验时间。本发明可广泛应用于土壤参数测定技术领域。

技术领域

本发明涉及土壤参数测定技术领域，特别涉及一种温控低渗透性土的实验设备。

背景技术

对于一些渗透性极低的土样，例如废物填埋处理厂夯实粘土(渗透系数低于10^-7cm/s)及高放废物处置库压实膨润土(渗透系数要求低于10^-11cm/s)等，渗透试验时面临难以使试样饱和、渗透水流达正常状态所需时间极长、可能存在边界渗流、较长试验时间才能获得少量渗流量(不易准确计量)、低水力梯度时偏离达西定律等问题。

而目前常见的温控式渗透仪多针对一般渗透性且饱和土壤，若将其应用于极低渗透性土壤渗透性试验则试验时间过长，将消耗大量电能，且进行膨胀性土或冻胀明显试样的试验时将产生极大膨胀力或冻胀力，易使实验仪器破坏。

发明内容

为解决上述技术问题中的至少之一，本发明提供一种温控低渗透性土的实验设备，适用于低渗透性土的测试，所采用的技术方案如下：

本发明所提供的温控低渗透性土的实验设备包括主机装置，所述主机装置包括内缸、外缸和活塞件，所述内缸中设置有用于放置土样的试验腔，所述内缸设置在所述外缸中，所述活塞件可移动地设置在所述内缸中，所述活塞件用于压实土样；所述主机装置包括双向流泵，所述双向流泵用于与所述试验腔之间实现循环流动渗流液；所述主机装置包括流量泵，所述流量泵用于从所述试验腔中抽取渗流液或向所述试验腔输送渗流液。

本发明的某些实施例中，所述主机装置包括射频线圈和永磁体，所述射频线圈套设在所述内缸上，所述外缸和所述内缸设置在所述永磁体的N极、S极之间。

本发明的某些实施例中，所述主机装置包括底座和顶盖，所述内缸和所述外缸设置在所述底座上，所述内缸、所述活塞件和所述底座构成所述试验腔。

本发明的某些实施例中，所述底座设置有进气通道和出气通道，所述进气通道用于向所述内缸和所述外缸之间的空腔通入低温氮气，所述出气通道用于排出所述内缸和所述外缸之间的空腔内的低温氮气，以实现低温氮气循环。

本发明的某些实施例中，所述试验腔的底部和顶部分别设置有滤纸，所述试验腔的底部设置有用于连通所述双向流泵和所述流量泵的底部通道，所述底部通道用于向双向流泵排出渗流液及用于所述流量泵向所述试验腔抽渗流液或补渗流液。

本发明的某些实施例中，所述试验腔的底部设置有用于引导渗流液流向所述底部通道的斜面。

本发明的某些实施例中，所述活塞件设置有用于连通所述双向流泵的通道一，所述通道一用于向所述试验腔输入渗流液。

本发明的某些实施例中，所述主机装置包括陶瓷下板，所述陶瓷下板设置在所述试验腔的底部，所述主机装置包括陶瓷上板，所述陶瓷上板设置在所述试验腔的顶部。

本发明的某些实施例中，所述活塞件设置有通道二，所述通道二连接有压力调节器和第一压差传感器，所述压力调节器用于控制土样孔隙中的气压，所述第一压差传感器用于检测基质吸力。

本发明的某些实施例中，所述活塞件设置有通道三，所述通道三连接有第二压差传感器，所述第二压差传感器用于检测水头损失。