本實用新型屬于地質滲透研究領域，涉及一種滲透系數的測量裝置。

背景技術：

滲透系數是表示巖土透水性能的數量指標，亦稱水力傳導度，其數值的正確確定對滲透計算有著非常重要的意義。常規(guī)滲透儀僅適用于粒狀土滲透系數的測定,土樣先松散裝入滲透儀，而后錘擊到一定位置,沒有考慮側壁滲漏問題，對于已成型試件不適用，并且水流總是沿最大流量的方向流動，所有影響滲透系數的因素中，試件與套筒側壁之間的滲漏是最大的問題，再者試件邊緣空隙率大于其內部空隙率,還需解決試件側表面的溢流。此外常規(guī)滲透儀靠抬高供水容器的高度來提高滲透壓力，可提供的滲透壓力較小，測試時間長。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題是滲透儀使用過程中側壁滲漏、側表面的溢流的問題，以及現有滲透儀滲透壓力較小，測試時間長并且對于已成型試件不適用的問題。

為解決所述問題，本實用新型所采用的技術方案為:

一種已成型試件滲透系數的測量裝置，包括滲透儀1、儲水罐3、壓力變送器4、信號采集儀6、計算機8、高壓氣罐10，所述滲透儀1通過通水管路2與儲水罐3相連通，所述通水管路2上設置有壓力變送器4，所述壓力變送器4通過導線5與信號采集儀6連接；所述信號采集儀6通過數據線7與計算機8相連接，所述儲水罐3通過液壓管9與高壓氣罐10相連通，所述高壓氣罐10的出口位置配置有減壓閥11；所述滲透儀1，包括試件盛裝筒12，底座套筒13與壓緊裝置14。

進一步，所述試件盛裝筒12，包括盛裝筒15，上螺紋蓋16，下螺紋蓋17，密封螺栓18，注膠裝置19；所述盛裝筒15，其內徑大于已成型試件的直徑，其上部設置有3個均勻分布的螺紋孔20，下部設置有一個螺紋孔21，且盛裝筒15上下均設置有內螺紋，用于配合上螺紋蓋16和下螺紋蓋17；所述上螺紋蓋16和下螺紋蓋17的中間均設置有通孔，所述密封螺栓18共3支，圍繞盛裝筒15的上部均勻分布。

進一步，所述注膠裝置19，由止回開關22與盛膠管23通過螺紋連接而成；所述止回開關22一端用于連接高壓氣體源，一端與盛膠管23通過螺紋連接；所述盛膠管23的另一端配合于盛裝筒15下部設置螺紋孔21處。

進一步，所述底座套筒13，由上下兩部分通過螺紋連接而成；上半部分由第一圓柱筒25、第二圓柱筒26與帶有孔的圓形片27焊接而成；所述第一圓柱筒25的側面開設有方形槽29，并焊接有3個均勻分布的旋轉支座30；所述第二圓柱筒26的下部設置有內螺紋，側面設置有一螺紋孔并配合有進水開關31；下半部分是底蓋28，底蓋28設置有外螺紋，能與所述圓柱筒26下部設置的內螺紋配合；所述圓形片27、第二圓柱筒26與底蓋28構成儲水腔。

進一步，所述壓緊裝置14包括壓緊手柄32與壓緊臂33，其中壓緊手柄32通過螺栓34連接到底座套筒13上部設置的旋轉支座30上，壓緊臂33通過螺栓35連接到壓緊手柄32上。

本實用新型提供了一種已成型試件滲透系數的測量裝置，其中包括一種可在實驗室內測定已成型試件滲透系數的滲透儀，滲透儀使用過程中可防止側壁滲漏、側表面的溢流的發(fā)生，使得本實用新型具有縮短試驗周期，提高試驗效率，密封性好，易于操作、試驗數據準確的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型中滲透儀的結構示意圖。

圖3為本實用新型中試件盛裝筒的組裝示意圖。

圖4為本實用新型中注膠裝置的組裝示意圖。

圖5為本實用新型中底座套筒的組裝示意圖。

圖6為本實用新型中壓緊裝置的結構示意圖。

圖7為本實用新型中壓緊裝置的功能演示圖。

圖8為本實用新型中試件盛裝筒組裝示意圖。

圖9為本實用新型中注膠裝置組裝示意圖。

圖10為本實用新型中試件盛裝筒的剖面圖。

圖11為本實用新型的使用方法操作演示圖。

圖12為本實用新型的使用方法操作演示圖。

圖13為本實用新型中試件盛裝筒的剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型并不限于這些實施例。

如圖1所示，一種已成型試件滲透系數的測量裝置，包括滲透儀1，所述滲透儀1通過通水管路2與儲水罐3相連通，其中，所述通水管路2上設置有壓力變送器4；所述壓力變送器4為數顯式壓力變送器且通過導線5與信號采集儀6連接；所述信號采集儀6通過數據線7與計算機8相連接，用于及時采集、儲存信息；所述儲水罐3通過液壓管9與高壓氣罐10相連通，其中，所述高壓氣罐10的出口位置配置有減壓閥11，以對氣壓的輸出值進行控制，高壓氣罐10輸出的高壓氣體能增加通水管路2輸出的水壓力值。

所述滲透儀1，如圖2所示，包括試件盛裝筒12，底座套筒13與壓緊裝置14；

所述試件盛裝筒12用來盛裝已成型試件，如圖3所示，包括盛裝筒15，上螺紋蓋16，下螺紋蓋17，密封螺栓18，注膠裝置19；所述盛裝筒15，其內徑略大于已成型試件的直徑，其上部設置有3個均勻分布的螺紋孔20，下部設置有一個螺紋孔21，且盛裝筒15上下均設置有內螺紋，用于配合上下螺紋蓋16、17；所述上下螺紋蓋16、17中間均設置有通孔；所述密封螺栓18共3支，圍繞盛裝筒15的上部均勻分布。

所述注膠裝置19，如圖4所示，由止回開關22與盛膠管23通過螺紋連接而成，可拆卸以便于清理；所述止回開關22一端用于連接高壓氣體源，一端與盛膠管23通過螺紋連接；所述盛膠管23用來盛裝膠體，如密封膠、玻璃膠等，其一端配合于盛裝筒15下部設置螺紋孔21處。

所述底座套筒13，如圖5所示，由上下兩部分通過螺紋連接而成；上半部分由圓柱筒25、26與帶有孔的圓形片27焊接而成；所述圓柱筒25，其側面開設有方形槽29，并焊接有3個均勻分布的旋轉支座30；所述圓柱筒26的下部設置有內螺紋，側面設置有一螺紋孔并配合有進水開關31；下半部分是底蓋28；所述底蓋28設置有外螺紋，能與所述圓柱筒26下部設置的內螺紋配合；所述圓形片27、圓柱筒26與底蓋28構成儲水腔。

所述壓緊裝置14，如圖6所示，包括壓緊手柄32與壓緊臂33，其中壓緊手柄32通過螺栓34連接到底座套筒13上部設置的旋轉支座30上，壓緊臂33通過螺栓35連接到壓緊手柄32上；所述壓緊手柄32與壓緊臂33組成的壓緊裝置14，其可通過螺栓34，35與旋轉支座30之間的配合實現張開與閉合；如圖7所示，所述螺栓34、35在豎直方向上不共線，具有一定角度的偏差，以實現自動扣緊的功能，壓緊裝置14能將試件盛裝筒12牢牢固定在底座套筒13上。

一種已成型試件滲透系數的測量裝置的使用方法，其包括：

(1)如圖8所示，將下螺紋蓋17旋進盛裝筒15的下部并將下密封圈36放置在下螺紋蓋17上，然后依次放入已成型試件37與上密封圈38，最后將上螺紋蓋16旋進盛裝筒15的上部，其中，所述已成型試件37側邊面涂有密封膠；所述密封圈36、38均具有一定厚度且有較好的彈性，其外緣半徑與通孔尺寸均與上下螺紋蓋16、17的外螺紋半徑與通孔尺寸相同。通過旋緊上下螺紋蓋16、17，在密封圈36、38的形變下能將試件37牢牢固定于盛裝筒15內，并具有良好的密封。

（2）如圖3、4、9、10所示，將密封膠裝入注膠裝置19的盛膠管23內，擰上止回開關22，并將其帶外螺紋的一端旋進盛裝筒15下部設置的螺紋孔21內，然后將注膠裝置19帶有止回開關22的一端與外部的高壓氣源接通，向注膠裝置19充入高壓氣體。注膠裝置19內的密封膠41在高壓氣體的帶動下會填充已成型試樣37與盛裝筒15內壁39之間的縫隙40，其中，所述縫隙40內已在步驟（1）中帶有少許密封膠；繼續(xù)向注膠裝置19內充入高壓氣體，直至盛裝筒15上部的螺紋孔20有膠體41溢出，如圖11所示，然后依次將密封螺栓18旋進螺紋孔20內，其中密封螺栓18上纏繞有生膠帶，以更好的密封螺紋孔20。待盛裝筒15上部的3個螺紋孔20均旋進密封螺栓18并密封后，繼續(xù)向注膠裝置19內充入高壓氣體，直至密封膠41完全充實縫隙40。此做法是為了解決了已成型試件37與盛裝筒15內壁之間的滲漏問題；更進一步的，膠體41在高壓氣體的作用下會填充已成型試件37的邊緣空隙，解決了已成型試件37側表面的溢流問題。

（3）如圖1、12、13所示，將步驟（2）中裝配好的試件盛裝筒12放置一段時間，將底座套筒13按圖1所示連接好，然后打開進水開關31，向所述由圓形片27、圓柱筒26與底蓋28構成儲水腔44充水至方形槽29的下緣，關閉進水開關31，然后依次將密封圈42與試件盛裝筒12放入底座套筒13中，并用壓緊裝置14壓緊，此時試件盛裝筒12底部的空腔43在試件盛裝筒12放入到底座套筒13中的過程中逐漸充滿水，空腔43中的空氣也將被逐漸排出，儲水腔44中的水與試件37的底部直接接觸。值得注意的是，所述密封圈42，其同樣的具有一定厚度，有較好的彈性，并設有通孔，在壓緊裝置14的作用下，通過密封圈42的形變，試件盛裝筒12的底部與底座套筒13緊密接觸，實現良好的密封。

（4）打開電源，參照圖1所示，打開進水開關31，調節(jié)減壓閥11，及時觀察壓力變送器4上的讀數，保證讀數維持在0.2MPa左右。根據試件37的密實程度，將壓力變送器4上的讀數調整到比較高的示數，如0.5MPa，關閉減壓閥11，調節(jié)信號采集儀6，設定合適的采集時間間隔△t。在此過程中還要用溫度計測記通水管路2的水溫T。試驗完成后重新打開減壓閥11，改變壓力變送器4上的讀數，再次采集水壓變化值，重復試驗4-5次。本實用新型通過提高輸入滲透儀1的水壓來加速試驗過程，提高試驗效率，節(jié)省試驗時間。

（5）數據分析與處理

設信號采集儀6采集時間間隔為△t（s）,壓力變送器4上前讀數為P1(MPa)，壓力變送器4后讀數為P2(MPa)，通水管路2的斷面積為a(cm2),已成型試件37高度為L（cm）,已成型試件37的斷面積為A (cm2)。

可通過達西定律推導出計算試件的滲透系數的計算公式，

式中為水溫為T℃時試件37的滲透系數（）。

按下式可計算溫度為20℃時試件37的滲透系數：

式中為水溫為20℃時試件37的滲透系數（），為水溫為T℃時試件37的滲透系數（），為水溫為T℃時水的動力粘滯系數（），為水溫為20℃時水的動力粘滯系數（）。和可以通過規(guī)范中的相關表格查到。

將測得的幾個滲透系數中較接近的幾個，求其算術平均值，此平均值即為試件37的滲透系數。

需要進一步說明的是，本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型的精神所作的舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。