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原文传递一种土体全含水量渗透系数测定装置及方法

专利名称：	一种土体全含水量渗透系数测定装置及方法
摘要：	本发明公开了一种土体全含水量渗透系数测定装置及方法，属于岩土工程技术领域。所述土体全含水量渗透系数测定装置包括：所述夹持机构设置在所述低场核磁共振仪内，所述土体设置在夹持机构内，所述夹持机构内设置有空腔；所述抽真空机构与所述空腔连通；两个所述温度控制机构分别与所述夹持机构的两端连通，所述温度控制机构输送的控温液体与所述土体的两端接触；两个所述水力控制机构的输出端分别紧贴所述土体的两端；所述土体内设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述数据采集仪连接。本发明土体全含水量渗透系数测定装置及方法可以快速、直接、无损的获取土体全含水量渗透系数，测定精度高。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国科学院武汉岩土力学研究所
发明人：	田慧会;颜荣涛;韦昌富;梁维云;杨德欢;潘雪瑛
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN202010016543.8
公开号：	CN111044433A
代理机构：	北京众达德权知识产权代理有限公司
代理人：	刘杰
分类号：	G01N15/08;G;G01;G01N;G01N15;G01N15/08
申请人地址：	430071 湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山2号
主权项：	1.一种土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，包括：低场核磁共振仪、夹持机构、抽真空机构、数据采集仪、两个温度控制机构及两个水力控制机构；所述夹持机构设置在所述低场核磁共振仪内，所述土体设置在夹持机构内，所述夹持机构内设置有空腔；所述抽真空机构与所述空腔连通；两个所述温度控制机构分别与所述夹持机构的两端连通，所述温度控制机构输送的控温液体与所述土体的两端接触；两个所述水力控制机构的输出端分别紧贴所述土体的两端；所述土体内设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述数据采集仪连接。 2.根据权利要求1所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述夹持机构包括：真空室、试样室、两个温控腔及两个密封组件；所述土体设置在所述试样室内，所述试样室设置在所述真空室内；所述试样室与所述真空室之间有间隙，形成所述空腔；两个所述温控腔穿过所述试样室分别设置在所述土样的两端；两个所述密封组件分别设置在所述真空室的两端；所述密封组件包括：第一密封塞及第二密封塞；所述第一密封塞嵌设于所述真空室的端部，所述第一密封塞设置在所述温控腔与所述真空室之间，所述第二密封塞嵌设于所述第一密封塞内；所述温控腔穿过所述第一密封塞和所述第二密封塞，且端部与所述土体端部相接触。 3.根据权利要求1所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述抽真空机构包括：抽真空泵及抽真空管道；所述抽真空管道的第一端与所述抽真空泵连通，所述抽真空管道的第二端与所述空腔连通。 4.根据权利要求1所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述温度控制机构包括：循环泵、加热器、加热槽、第一输送管道及第二输送管道；所述加热器与所述加热槽连接；所述循环泵设置在所述加热槽内；所述第一输送管道的进液端与所述循环泵连通，所述第一输送管道的出液端与所述夹持机构的端部连通；所述第二输送管道的出液端与所述循环泵连通，所述第二输送管道的进液端与所述夹持机构的端部连通。 5.根据权利要求4所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述温度控制机构还包括：温度控制器及第二温度传感器；所述第二温度传感器与所述加热槽连接；所述第二温度传感器与所述温度控制器连接，所述温度控制器与所述加热器连接。 6.根据权利要求1所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述水力控制机构包括：水力水泵及第三输送管道；所述第三输送管道的第一端与所述水力水泵连通，所述第三输送管道的第二端紧贴所述土体的端部。 7.一种土体全含水量渗透系数测定方法，基于权利要求1-6任意一项所述的土体全含水量渗透系数测定装置，其特征在于，所述土体全含水量渗透系数测定方法包括以下步骤：将土体放置入夹持机构内，且将土体分三层等高度夯实，第一温度传感器在每一层土体夯实前放入，得到试样；将所述夹持机构放入低场核磁共振仪内；启动打开抽真空机构，对夹持机构进行抽真空，使空腔处于真空状态；启动温度控制机构，控制所述试样两端的温度；启动水力控制机构，所述水力控制机构内液体进入所述试样，控制所述试样两端的水力；在所述温度控制机构及所述水力控制机构开始工作过程中，数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在水力梯度及温度梯度作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数。 8.根据权利要求7所述的土体全含水量渗透系数测定方法，其特征在于：当要获取相同水力梯度，不同温度梯度下的渗透系数时；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，并在所述试样的两端形成相同的第一温度梯度；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第一水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第一水力梯度及第一温度梯度作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，并在所述试样的两端形成相同的第二温度梯度；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第一水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第一水力梯度及第二温度梯度作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数。 9.根据权利要求7所述的土体全含水量渗透系数测定方法，其特征在于：当要获取相同温度梯度，不同水力梯度下的渗透系数时；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，并在所述试样的两端形成相同的第三温度梯度；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第二水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第二水力梯度及第三温度梯度作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，并在所述试样的两端形成相同的第三温度梯度；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第三水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第三水力梯度及第三温度梯度作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数。 10.根据权利要求7所述的土体全含水量渗透系数测定方法，其特征在于：当要获取温度梯度为0，不同水力梯度下的渗透系数时；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，使所述试样的两端的温度相同；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第四水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第四水力梯度及温度梯度为0作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数；启动两个所述温度控制机构，两个所述温度控制机构控制所述试样的两端的温度，使所述试样的两端的温度相同；启动两个所述水力控制机构，两个所述水力控制机构控制所述试样的两端的水力，并在所述试样的两端形成第五水力梯度；数据采集仪采集所述试样内所述第一温度传感器周围土体的温度变化参数；所述低场核磁共振仪采集所述试样内孔隙水分的分布状态；根据所述温度变化参数及所述试样内孔隙水分的分布状态，得到在第五水力梯度及温度梯度为0作用下所述试样及所述第一温度传感器之间的土体的渗透系数。
所属类别：	发明专利