[实用新型]一种用于测定渗透力的常水头试验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于测定渗透力的常水头试验装置，其金属外筒的顶部设有溢水孔，金属外筒的底部设有渗水孔；金属内筒底、中、顶部分别为金属孔板、试样、透水石，金属内筒套装在金属外筒内且两者之间表面光滑、紧密配合封闭水流；金属内筒顶部通过钢丝绳与弹簧测力计的测量端连接，支撑系统设有支撑底座、支撑柱、上支撑横梁，上支撑横梁悬挂弹簧测力计；供水系统向金属内筒供水。该装置既能够测定出实际发生在试样中的渗透力，还能够通过计算推导出理论渗透力大小；通过进行实际和理论渗透力的比较，能够直观的表现两者的差异，减少工程实践中利用理论渗透力计算临界流土状态产生的误差。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，准确地说是一种用于测定渗透力的常水头试验装置。

背景技术

土是地球表面的岩石经过长期的风化作用而形成的散碎的颗粒堆积物。土的碎散性和三相性导致天然土体内部具有一定的空隙。土的渗透性是水在土孔隙中渗透流动的性能，地下水能够在土体的孔隙中发生渗流，严重时可能会使地基土出现渗透破坏，给工程建设带来一定的安全隐患。

渗透性是土体的一种重要的属性，在工程实践中也被视为一种重要的参考指标。在许多水工建筑物、土坝及基坑工程中，渗透力的大小是影响工程安全的重要因素之一。实际工程中，发生过很多流土和管涌事故，导致工程施工被迫暂停，甚至危及邻近建筑物与设施的安全。因此，在进行工程设计与施工时，对渗透力可能给地基土稳定性带来的不良后果应该具有足够的重视。

渗透破坏主要三种基本形式，即流土、管涌、冲刷。流土又称流砂，是指在渗流作用下局部土体表面隆起或土粒群表面同时起动而流失的现象。主要发生在地基和土坝下游渗流处。管涌是指在渗透作用下土体的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙通道中发生移动并被带走的现象。主要发生在砂砾土中。冲刷是指地表坡面上的水流对地表物质的摩擦、撞击，以及在水流作用下被撞击脱离地表的颗粒对地表的摩擦等，使地表物质发生移动并被搬运到其他位置的过程。

近年来，已有许多关于测定渗透性质的发明。例如：专利公开号CN210803220U公开了一种常水头的渗透试验装置，该装置具有质量轻、操作简便、易于观察、测量精度高等特点，能够准确地测定渗透系数。专利公开号CN212301240U公开了一种可调节高度的移动式常水头的试验装置，该装置具有水头稳定可调节，可提高试验精度的特点。但是，上述发明未对在渗流作用下产生的渗透力进行深入的研究。

综上所述，虽然目前已存在有关渗透方面的各种发明，但缺少渗透力测定的相关发明。因此，亟需要一种发明来解决这一问题。本实用新型发明能够测定在渗透作用下施加在单位土体内土颗粒上的实际渗透力大小，也能够通过计算推导出理论渗透力大小。通过进行实际和理论渗透力的比较，能够直观的表现两者的差异，减少工程实践中利用理论渗透力计算临界流土状态产生的误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于测定渗透力的试验装置，该装置既能够测定出实际发生在试样中的渗透力，还能够通过计算推导出理论渗透力大小；通过进行实际和理论渗透力的比较，能够直观的表现两者的差异，减少工程实践中利用理论渗透力计算临界流土状态产生的误差。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：

一种用于测定渗透力的常水头试验装置，包括供水系统、弹簧系统、金属外筒、金属内筒、支撑系统及量筒，所述的金属外筒顶部设有溢水孔，金属外筒的底部设有渗水孔，溢水孔与溢水管连接，渗水孔与调节管连接；金属内筒底、中、顶部分别为金属孔板、试样、透水石，金属内筒套装在金属外筒内且金属内筒的顶端位于溢水孔下方，金属内筒的外侧壁与金属外筒的内侧壁表面光滑且紧密配合封闭水流；弹簧系统设有弹簧测力计、钢丝绳，金属内筒顶部通过钢丝绳与弹簧测力计的测量端连接，弹簧测力计稳定后的数值能够表示在渗流作用下水流对试样产生的渗透力大小；支撑系统设有支撑底座，支撑底座上设有带有刻度的支撑柱，支撑底座放置量筒，量筒承接渗水孔流出的水；支撑柱上设有沿支撑柱调节高度的上支撑横梁，上支撑横梁悬挂支撑弹簧系统的弹簧测力计；供水系统向金属内筒供水。