专利名称：一种变压型常水头渗透试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种渗透试验装置，特别是一种变压型常水头渗透试验装置，该装置除了能完成常规的渗透试验外，还具有完成地下水循环扰动对土体稳定性影响的模拟试验。
背景技术：
近两年，地质灾害频发，在西南各地不断出现“天坑”现象(即地表塌陷)，严重影响人们的正常生产生活以及道路交通安全秩序，因此地表塌陷问题也越来越受到人们的关注，在众多引起地表塌陷的原因中，地下水扰动对土体稳定性的影响成为人们研究时愈发不可忽视的研究问题，而现有常规达西试验装置(包括变水头和常水头试验装置)由于其结构的局限性，不容易使土样达到破坏，因而上述相关现象的室内模拟无法顺利开展。另外，在现有的同类装置中，很多采用不透明试样管，不能直观地观察到实验结果。此外，现有实验装置完成试验时所需的人力、物力较大，且浪费较多，经济成本高。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种变压型常水头渗透试验装置，该装置能模拟地下水上下扰动时对上覆土层的挤压和吸蚀过程。为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是该渗透试验装置包括试样管、 金属孔板、测压管、活塞水槽、金属框架、弹簧、水箱和止水开关，试样管左侧的上部设有开口向下的溢水孔，下部设有开口向下的渗水孔，金属孔板平放于试样管中，测压管通过止水开关安装于试样管的右侧，其开口向上，水箱置于金属框架中，金属框架通过连接于其上端的弹簧悬挂固定，活塞水槽通过止水开关与试样管相连，其活塞杆端与金属框架连接，此外，该装置还增加了右支架、储水槽、下软管、微型抽水泵、电子压力开关和上软管，右支架固定于金属框架的右上方，储水槽置于右支架上，微型抽水泵与水箱连接，下软管的两端分别与储水槽和微型抽水泵相连，电子压力开关安装于储水槽中，并通过上软管与水箱连通。上述试样管采用透明有机玻璃管。上述金属孔板置于试样管底部上方30CM处。本实用新型具有如下优点(1)由于采用了两个储水箱、水泵及电子压力开关，并通过电子压力开关控制水流使其在两个水箱间流动转换，从而可模拟地下水的上下扰动；(2)由于采用了透明试样管，因此能直观、清楚地看见土样在地下水扰动下变形， 破坏的现象；(3)试验中用于变压的水可循环利用，从而可节约水资源；(4)装置简单，且实现了过程的自动化，从而可大大节约人力资源，降低成本。

[0012]附图为本实用新型的结构示意图。图中1-试样管 2-金属孔板 3-溢水孔 4-渗水孔5-测压管 6-活塞水槽 7-金属框架 8-右支架9-弹簧 10-水箱 11-储水槽 12-下软管13-微型抽水泵 14-电子压力开关 15-上软管16-止水夹 17-止水开关 18-活塞
具体实施方式
如附图所示，本实用新型由试样管1、金属孔板2、测压管5、活塞水槽6、金属框架7、右支架8、弹簧9、水箱10、储水槽11、下软管12、微型抽水泵13、电子压力开关14、上软管15、止水夹16、止水开关17和活塞18组成，为了能直观、清楚地看见土样在地下水扰动下变形，破坏的现象，试样管1采用透明的有机玻璃管。金属孔板2水平放置于试样管1 中，并位于底部上方30CM处，试样管1左侧的上部设有开口向下的溢水孔3，下部设有开口向下的渗水孔4，测压管5通过止水开关17安装于试样管1的右侧，其开口向上，水箱10置于金属框架7中，金属框架7通过连接于其上端的弹簧9悬挂固定，活塞水槽6通过止水开关17与试样管1相连，其活塞18的杆端与金属框架7连接，右支架8固定于金属框架7的右上方，储水槽11置于右支架8上，微型抽水泵13与水箱10连接，将水从水箱10抽到储水槽11中，下软管12的两端分别与储水槽11和微型抽水泵13相连，电子压力开关14安装于储水槽11中，并通过上软管15与水箱10连通。当储水槽11中的水压力达到设定的上限值时，压力开关14的阀门自动打开，将水全部回流至水箱10，压力减小后，压力开关14 的阀门重新关闭。本实用新型的工作原理和工作过程是试验时，先安装好各部分装置，在试样管1 内放入土样，布好金属孔板2和下部砾石层，使砾石层内充满水，但不漫过金属孔板2，然后在活塞水槽6中将水加满，布好活塞18。接着在水箱10中勻速加入一定体积的水，由于水箱10重力的加大，框架7开始下沉，弹簧9被逐渐拉伸，上部整体对活塞18施加压力，活塞 18即对活塞水槽6中的水进行挤压，使渗透装置里砾石层中的水进入上覆土样并对其进行挤压。此时，打开微型抽水泵13，调整其单位时间抽水量，将水从水箱10抽入至储水槽11 中，水箱10的整体自重慢慢减小，弹簧9收缩，活塞18开始被向上提拉回升，对活塞水槽6 中的水形成真空吸力，砾石层中的水对上覆土体同样也形成真空吸力，土体内水位下降。随着储水槽11中的水量不断增大，水箱下部的电子压力开关14的压力不断加大，待压力达到一定值后，电子压力开关14自动打开，储水槽11中的水又从上软管15慢慢流回水箱10。 再一次重复上述过程，形成水压力的正负转变循环，从而实现地下水扰动对上覆土层影响的现象模拟。
权利要求1.一种变压型常水头渗透试验装置，包括试样管(1)、金属孔板O)、测压管(5)、活塞水槽(6)、金属框架(7)、弹簧(9)、水箱(10)和止水开关(17)，试样管(1)左侧的上部设有开口向下的溢水孔(3)，下部设有开口向下的渗水孔0)，金属孔板(2)平放于试样管⑴ 中，测压管(5)通过止水开关(17)安装于试样管(1)的右侧，其开口向上，水箱(10)置于金属框架(7)中，金属框架(7)通过连接于其上端的弹簧(9)悬挂固定，活塞水槽(6)通过止水开关(17)与试样管⑴相连，其活塞(18)的杆端与金属框架(7)连接，其特征在于 还包括右支架(8)、储水槽(11)、下软管(12)、微型抽水泵(13)、电子压力开关(14)和上软管(15)，右支架(8)固定于金属框架(7)的右上方，储水槽(11)置于右支架(8)上，微型抽水泵(13)与水箱(10)连接，下软管(12)的两端分别与储水槽(11)和微型抽水泵(13)相连，电子压力开关(14)安装于储水槽(11)中，并通过上软管(15)与水箱(10)连通。
2.根据权利要求1所述的一种变压型常水头渗透试验装置，其特征在于试样管(1) 为透明有机玻璃管。
3.根据权利要求1所述的一种变压型常水头渗透试验装置，其特征在于金属孔板(2) 置于试样管(1)底部上方30CM处。
专利摘要本实用新型公开了一种变压型常水头渗透试验装置，该试验装置包括试样管、金属孔板、测压管、活塞水槽、金属框架、右支架、弹簧、水箱、储水槽、下软管、微型抽水泵、电子压力开关、上软管、止水夹、止水开关和活塞，试样管采用透明的有机玻璃管，活塞水槽与试样管相连，其活塞的杆端与金属框架连接，水箱和储水槽通过软管连接，两水槽形成一定的高度差，微型抽水泵将水从水箱抽到储水槽中，电子压力开关安装于储水槽中，并通过上软管与水箱连通。本实用新型可自动控制水的抽入与流出，能清楚地观察到水头变化扰动下土体的破坏现象，从而使得所测土样的室内试验结果能更准确的代表地下水扰动下地表土体的实际破坏情况。
文档编号G01N15/08GK202024949SQ20112002426
公开日2011年11月2日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者贺宇航, 郑海君, 钟君叶, 陈国庆, 韦璐, 黄宵龙 申请人:成都理工大学