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原文传递可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置及其方法

专利名称：	可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置及其方法
摘要：	本发明提供一种可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置，通过比拟三轴土样的水头环境和建立压力室与待测样压力平衡的关系，确定了渗透系数的实现方法，采用比较法和修正的比较法实现了导热系数的直接测试。同时提供了一种可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置的实施方法。本发明效果是该装置原理鲜明，方法操作简便，实现了在同一仪器、同一土样中测定不同的物理力学参数，可用于进行土体的导热系数测试试验、饱和土的渗透系数测试试验，能够为土体水‑热‑力参数的测试提供便利。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	苏州汇才土水工程科技有限公司
发明人：	邵龙潭;陈之祥;郭晓霞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910261696.6
公开号：	CN110082388A
代理机构：	常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	滕诣迪
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	215513 江苏省苏州市常熟市经济技术开发区四海路11号科创园
主权项：	1.一种可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置，压力室(1)、加载杆(2)、特殊功能加载帽(3)、试样底座(4)、上透水石(51)、下透水石(52)、橡皮膜包裹土样(6)、围压控制设备(7)、温度采集设备(10)，其特征在于：所述特殊功能加载帽(3)，将微型测温探头(31)、微型土样测温探头(32)、压力室测温探头(38)测得的数据通过测温数据线(33)传输至温度采集设备(10)；微型土样测温探头(32)穿过从上至下依次设置的稳压水仓(35)、水压帽(34)、精细透水盖板(37)、上透水石(51)后，置于橡皮膜包裹土样(6)中，供水管(36)与稳压水仓(35)相连接；压力室测温探头(38)置于特殊功能加载帽(3)上部；微型测温探头(31)置于稳压水仓(35)上部；调节围压温度的围压控制设备(7)，在橡皮膜包裹土样(6)的上下端放置透水石，将放置有透水石的橡皮膜包裹土样(6)置于压力室(1)内的试样底座(4)上，将特殊功能加载帽(3)置于橡皮膜包裹土样(6)上透水石(51)的上部，将加载杆(2)与特殊功能加载帽(3)的上端相连接，通过围压控制设备(7)将压力室(1)中注满水。 2.如权利要求1所述的可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置，其特征在于：所述试样底座(4)内置有排水管(41)、围压管(42)、循环围压管(43)、围压传感器(44)、流体压强传感器(45)；将围压控制设备(7)分别与围压管(42)、围压传感器(44)相连接。 3.如权利要求2所述的可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置，其特征在于：还包括水量计量设备(8)、反压控制设备(9)，将水量计量设备(8)与特殊功能加载帽(3)的供水管(36)相连接，将反压控制设备(9)分别与流体压强传感器(45)、排水管(41)相连接，将循环围压管(43)与围压控制设备(7)相连接。 4.如权利要求1所述的可测定导热系数和渗透系数的三轴试验装置，其特征在于：特殊功能加载帽(3)中微型测温探头(31)为2个，对称置入特殊功能加载帽(3)内部；微型土样测温探头(32)为2个，对称穿过上透水石(51)。 5.一种可测定导热系数的三轴试验方法，其特征在于按照如下步骤： 1)如权利要求1-4任一所述的三轴试验装置，与压力室(1)连通的围压管(42)和循环围压管(43)调节压力室(1)中的液体温度，使压力室(1)中液体的温度与橡皮膜包裹土样(6)的温度存在2℃～5℃的温度差； 2)温度采集设备(10)记录压力室测温探头(38)的温度值； 3)利用温度采集设备(10)记录特殊功能加载帽(3)中左侧微型测温探头(31)和右侧的微型测温探头(31)温度值，并分别记为TL、TR；利用温度采集设备(10)记录橡皮膜包裹土样(6)中左侧的微型土样测温探头(32)和右侧的微型土样测温探头(32)的温度值，并分别记为TsL、TsR； 4)当压力室(1)中液体的温度大于等于0℃且小于100℃时，其导热系数可依据公式(1)计算，当压力室(1)中液体温度小于0℃且大于-20℃时，其导热系数可依据公式(2)计算，公式(1)和公式(2)分别为：式中，λ0为特殊功能加载帽(3)的导热系数值；Tf为压力室测温探头(38)的温度值；TL为特殊功能加载帽(3)中左侧的微型测温探头(31)的温度值；TR为特殊功能加载帽(3)中右侧的微型测温探头(31)的温度值；TsL为橡皮膜包裹土样(6)中左侧的微型土样测温探头(32)的温度值；TsR为橡皮膜包裹土样(6)中右侧的微型土样测温探头(32)的温度值；TH为压力室(1)与橡皮膜包裹土样(6)换热所产生的潜热等效的温度值，当压力室(1)的初始温度高于橡皮膜包裹土样(6)的温度时TH为正值，当压力室(1)的初始温度低于橡皮膜包裹土样(6)的温度时TH为负值。 6.根据权利要求5所述的可测定渗透系数的三轴试验方法，其特征在于包括如下步骤： 1)使用如权利要求1-4任一所述的三轴试验装置，利用水量计量设备(8)通过供水管(3)对橡皮膜包裹土样(6)进行饱和； 2)利用水量计量设备(8)通过供水管(36)向橡皮膜包裹土样(6)输入稳定的水头量H，采用围压管(42)外接的围压控制设备(7)调节围压传感器(44)和流体压强传感器(45)读数大小一致； 3)通过反压控制设备(9)记录t s内橡皮膜包裹土样(6)的排水量，通过公式(3)计算三轴土样饱和状态下的渗透系数，公式(3)为：式(3)中，ks为三轴土样饱和状态下的渗透系数；Q为排水管(41)在t s内的排水量；L为橡皮膜包裹土样(6)的高度；A为橡皮膜包裹土样(6)的径向切面面积；H为水量计量设备(8)通过供水管(36)向橡皮膜包裹土样(6)输入稳定的水头量。
所属类别：	发明专利