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原文传递一种模拟地应力条件下的渗透试验装置及方法

专利名称：	一种模拟地应力条件下的渗透试验装置及方法
摘要：	本公开提供了一种模拟地应力条件下的渗透试验装置及方法，包括测压水箱、调节机构、土体固结机构、土体试样容器和应力加载机构，土体固结机构对土体试样容器内的土体试样进行压实；测压水箱包括水箱本体、测压孔、玻璃测压管、渗水孔和溢水孔，水箱本体内承载所述土体试样容器，测压孔、渗水孔和溢水孔设置于所述土体试样容器上，测压孔为多个，沿竖直方向均匀分布，渗水孔和溢水孔分别设置于土体试样容器的底端和顶端；调节机构调整溢水孔与渗水孔之间的水头高度；土体试样容器具有柔性与应力加载机构的作用部分直接接触，接收应力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东大学
发明人：	林春金;张猛;周宗青;李术才;李利平;戴文杰;屠文锋;朱宇泽
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910213376.3
公开号：	CN109932299A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	李琳
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	250061 山东省济南市历下区经十路17923号
主权项：	1.一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：包括测压水箱、调节机构、土体固结机构、土体试样容器和应力加载机构，其中：所述土体固结机构包括支架、压板和压缩变形测量仪，所述压缩变形测量仪设置于支架上，支架设置于测压水箱上端，所述压板与压缩变形测量仪下端连接，通过压板的上下移动，对土体试样容器内的土体试样进行压实；所述测压水箱包括水箱本体、测压孔、玻璃测压管、渗水孔和溢水孔，所述水箱本体内承载所述土体试样容器，测压孔、渗水孔和溢水孔设置于所述土体试样容器上，测压孔为多个，沿竖直方向均匀分布，且每个测压孔孔均设置有单独的玻璃测压管，所述玻璃测压管均延伸至水箱本体外侧，所述渗水孔和溢水孔分别设置于土体试样容器的底端和顶端；所述调节机构包括供水容器、可升降支架和导管，所述导管与渗水孔连通，通过可升降支架改变导管和供水容器，以调整溢水孔与渗水孔之间的水头高度；所述土体试样容器位于测压水箱的中央，具有柔性，四周及顶部与应力加载机构的作用部分直接接触；所述应力加载机构包括至少多个加载单元，对土体试样容器内的土体试样进行水平和垂直方向的应力加载。 2.如权利要求1所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述土体试样容器包括柔性隔水套筒、可伸缩金属孔板及容器架，所述柔性隔水套筒设置于所述容器架上，底部设置有层叠金属孔板，所述层叠金属孔板包括若干层布满网孔的矩形金属薄板，所述容器架固定于水箱本体的底部，中间具有孔洞，以保证流经土体试样的水流能直接穿过容器架。 3.如权利要求2所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：每层金属孔板之间相互交错叠放，孔板之间涂抹润滑剂以降低板与板之间的摩擦力，所述层叠金属孔板网孔大下视土体颗粒粒径大小而确定。 4.如权利要求2所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述测压孔、渗水孔和溢水孔均设置在柔性隔水套筒上。 5.如权利要求4所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述渗水孔、溢水孔及各个测压孔在柔性隔水套筒的竖直方向上等距分布。 6.如权利要求2所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述应力加载机构用以模拟地应力条件，包括水平应力加载装置和嵌套式密封环，水平应力加载装置在水平方向上对柔性隔水套筒施加力的作用，嵌套式密封环保证在试验中应力杆在与测压水箱交界处产生相对位移的时候仍能保持测压水箱的密封性。 7.如权利要求1所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述应力加载机构包括多个设置在同一水平面上的加载单元，每个加载单元包括水平压力杆及锯齿状侧压板，所述锯齿型测压板的两侧有沿纵向依次排列的立方体，使锯齿型测压板的侧沿呈锯齿状，所述水平压力杆能够推动所述锯齿状侧压板，且相邻加载单元的锯齿状侧压板的边沿能够相啮合。 8.如权利要求1所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述应力加载机构还包括垂直应力加载单元，包括垂直压力杆及凹槽状侧压板，垂直压力杆推动凹槽状侧压板，所述凹槽状侧压板上设置有一凹槽，且压板能够与柔性隔水套筒顶部吻合。 9.如权利要求1所述的一种模拟地应力条件下的渗透试验装置,其特征是：所述土体固结机构包括固结压密支架、压缩变形测量仪、螺纹加载杆、加压上盖和透水板，螺纹加载杆和压缩变形测量仪安装在固结压密支架上，透水板粘结在加压上盖上，并固在螺纹加载杆上，压缩变形测量仪设置于螺纹加载杆上，通过调节螺纹加载杆的高度，让透水板与土体试样接触，压缩变形测量仪测试柔性隔水套筒水平高度及加载板之间的距离实时监测土体试样的体积变化，并经过换算得到土体的压缩系数。 10.基于权利要求1-9中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：利用土体固结机构对土体试样容器内的土体试样进行压实；通过调节机构调整溢水孔与渗水孔之间的水头高度；应力加载机构对土体试样容器内的土体试样进行水平和垂直方向的应力加载；利用玻璃测压管观察不同位置的测压孔的水压，压缩变形测量仪测量土体试样受压时的压缩变形系数，观察记录土体试样渗透系数与压缩性系数及地应力之间的相互作用关系。
所属类别：	发明专利