秸稈材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種秸稈材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水頭測量裝置、用于裝載秸稈材料的膠膜管和秸稈滲透框體，所述水頭測量裝置包括上、下水頭管刻度表和常水頭供水裝置；所述膠膜管的兩端分別設(shè)有與膠膜管密封連接的第一蓋板、第二蓋板，所述第一蓋板上設(shè)有與常水頭供水裝置的出水口連通的進(jìn)水口、與上水頭管刻度表連接的上水頭連接口，所述第二蓋板上設(shè)有與下水頭管刻度表連接的下水頭連接口和第一出水口，所述第一出水口設(shè)有流量計；所述膠膜管貫穿所述秸稈滲透框體，所述秸稈滲透框體內(nèi)設(shè)有可沿秸稈滲透框體內(nèi)壁上下移動的傳壓板，所述傳壓板緊貼膠膜管。該系統(tǒng)能測定不同密度的秸稈材料在“常水頭”條件下的滲透系數(shù)。
【專利說明】秸稈材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，屬于材料滲透系數(shù)測量技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前在地基處理領(lǐng)域，已有將秸桿材料作為排水體用于軟土的排水固結(jié)，其排水 固結(jié)的效果與秸桿材料的滲透系數(shù)密切相關(guān)，滲透系數(shù)又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)，它定義為單位 水力梯度下的單位流量，表示流體通過孔隙骨架的難易程度，滲透系數(shù)愈大，則透水性愈 強。而秸桿材料的滲透系數(shù)與其密度直接相關(guān)，因此不同密度下秸桿的滲透系數(shù)是秸桿材 料排水固結(jié)法設(shè)計的重要參數(shù)。
[0003] 對于滲透系數(shù)的測定裝置，目前有土工試驗中的"常水頭法"滲透試驗裝置。常水 頭法滲透試驗裝置在整個試驗過程中保持水頭為一常數(shù)，其水頭差也為常數(shù)，主要用于測 定砂質(zhì)土或無粘性土在常水頭下的滲透系數(shù)。但常規(guī)的"常水頭法"滲透試驗裝置并不適 用于測定較長長度的秸桿材料（比如機械化收割后秸桿，其長度約40cm)的滲透系數(shù)，而且 測定過程中不能控制秸桿的密度，因此對于測定這種具有較長長度的秸桿在不同密度下的 滲透系數(shù)仍缺乏合適的測試裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的在于：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種能測定不同密度的 秸桿材料在"常水頭"條件下滲透系數(shù)的測試系統(tǒng)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案是：一種秸桿材料滲透系數(shù) 測試系統(tǒng)，包括水頭測量裝置、用于裝載秸桿材料的膠膜管和秸桿滲透框體，所述水頭測量 裝置包括上、下水頭管刻度表和常水頭供水裝置；所述膠膜管的兩端分別設(shè)有與膠膜管密 封連接的第一蓋板、第二蓋板，所述第一蓋板上設(shè)有與常水頭供水裝置的出水口連通的進(jìn) 水口、與上水頭管刻度表連接的上水頭連接口，所述第二蓋板上設(shè)有與下水頭管刻度表連 接的下水頭連接口和第一出水口，所述第一出水口設(shè)有流量計；所述膠膜管貫穿所述秸桿 滲透框體，所述秸桿滲透框體內(nèi)設(shè)有可沿秸桿滲透框體內(nèi)壁上下移動的傳壓板，所述傳壓 板緊貼膠膜管。
[0006] 本實用新型在測試秸桿材料滲透系數(shù)時，首先將一定長度的秸桿材料包裹在膠膜 管中，將膠膜管的兩端分別與第一蓋板與第二蓋板緊密連接，形成密封的滲透系統(tǒng)。然后通 過傳壓板給膠膜管加壓，調(diào)節(jié)壓力達(dá)到所需的秸桿密度并維持傳壓板不反彈，此時可計算 出秸桿滲透斷面面積。再通過外接水源向儲水槽供水，儲水槽的儲水量恒定，多余的水通過 溢流口流出，形成測試所需的恒定水頭，上水頭管和下水頭管的液面高差通過上、下水頭刻 度表直接讀出。最后，在上水頭管和下水頭管恒定的水頭差條件下，固定時間段內(nèi)計量所述 第一出水口的滲透出水量，按達(dá)西滲透定律即可計算秸桿材料在該級密度條件下的滲透系 數(shù)。
[0007] 因此，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)"常水頭法"滲透試驗裝置僅能測定砂質(zhì)土或無粘性土在 常水頭下滲透系數(shù)的缺陷，通過壓力加載裝置調(diào)節(jié)秸桿密度，并通過秸桿滲透框體密封秸 桿材料并保持秸桿材料一定的體積密度，這樣就可以實現(xiàn)秸桿材料在常水頭條件和不同密 度下滲透系數(shù)的測定。
[0008] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是：還包括壓力加載裝置，所述傳壓板由壓力加載裝 置驅(qū)動沿秸桿滲透框體內(nèi)壁上下移動。優(yōu)選的，所述秸桿滲透框體頂部設(shè)有反力架，所述 壓力加載裝置是設(shè)置在所述反力架與傳壓板之間的氣壓加載裝置，所述氣壓加載裝置包括 氣囊，所述氣囊固接有活塞桿，所述氣囊的氣體入口與氣源連接，所述活塞桿緊貼所述傳壓 板，這樣在氣囊充氣后可以依靠反力架提供的反力頂住活塞桿，從而壓迫傳壓板對秸桿材 料施加堅向荷載。
[0009] 優(yōu)選的，所述秸桿滲透框體是方形框架，所述方形框架的左右兩側(cè)與膠膜管之間 均設(shè)有用于防止秸桿材料在所述傳壓板壓迫下發(fā)生側(cè)向變形的限壓板。進(jìn)一步的，所述限 壓板為有機玻璃板。
[0010] 優(yōu)選的，所述常水頭供水裝置包括儲水槽以及用于固定儲水槽的立柱，所述儲水 槽可沿立柱上下移動；所述儲水槽上設(shè)有溢流口和第二出水口，所述第二出水口即為常水 頭供水裝置的出水口。
[0011] 優(yōu)選的，所述第一蓋板和第二蓋板均為圓形蓋板，所述膠膜管的兩端分別通過圓 形壓圈緊箍在所述第一蓋板和第二蓋板上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0013] 圖1是本實用新型實施例一的主視示意圖。
[0014] 圖2是圖1中膠膜管、秸桿滲透框體和壓力加載裝置的俯視圖。
[0015] 圖3是圖2的A-A向剖面圖。

【具體實施方式】 實施例
[0016] 本實施例的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，如圖1-圖3所示，包括水頭測量裝置、用 于裝載秸桿材料的膠膜管3、秸桿滲透框體16和壓力加載裝置1，水頭測量裝置包括上、下 水頭管刻度表1〇-1、1〇_2和常水頭供水裝置；膠膜管3的兩端分別設(shè)有與膠膜管3密封連 接的第一蓋板17、第二蓋板5,第一蓋板17上設(shè)有與常水頭供水裝置的出水口連通的進(jìn)水 口 7、與上水頭管刻度表10-1連接的上水頭連接口 8,第二蓋板5上設(shè)有與下水頭管刻度表 10-2連接的下水頭連接口 6和第一出水口 4,第一出水口 4處設(shè)有流量計。
[0017] 本實施例中膠膜管3貫穿秸桿滲透框體16,秸桿滲透框體16內(nèi)設(shè)有可沿秸桿滲透 框體16內(nèi)壁上下移動的傳壓板2,傳壓板2由壓力加載裝置1驅(qū)動。本實施例中壓力加載 裝置1采用氣壓加載裝置，秸桿滲透框體16頂部設(shè)有反力架1-2,氣壓加載裝置在反力架 16與壓力板2之間，氣壓加載裝置包括氣囊，氣囊固接有活塞桿1-1，氣囊的氣體入口與氣 源連接，活塞桿1-2緊貼傳壓板2。在使用時，將壓縮空氣通過氣體入口注入到氣囊，氣囊內(nèi) 的壓縮空氣推動活塞桿1-1，活塞桿1-1頂在傳壓板2上利用反力架1-2提供的反力壓迫傳 壓板2施加堅向荷載。
[0018] 本實施例中秸桿滲透框體是供膠膜管3穿過的方形框架(可采用鋼制成)，方形框 架的左、右兩側(cè)與膠膜管3之間均設(shè)有用于限制秸桿材料在傳壓板2壓迫下發(fā)生側(cè)向變形 的限壓板15。本實施例中限壓板15優(yōu)選有機玻璃板，當(dāng)然限壓板15也可以采用其他剛性 材料制成。
[0019] 本實施例中常水頭供水裝置包括儲水槽12以及用于固定儲水槽12的立柱，本實 施例中的立柱同時用于固定上、下水頭管刻度表1〇-1、1〇-2,儲水槽12可沿立柱上下移動； 儲水槽12上設(shè)有溢流口 13和第二出水口 12-1，其中第二出水口 12-1即為常水頭供水裝置 的出水口。本實施例將儲水槽12與一個滑動調(diào)節(jié)塊11固定，滑動調(diào)節(jié)塊11沿立柱上下移 動，并可在所需位置固定，這樣可以通過滑動調(diào)節(jié)塊方便地實現(xiàn)測試所需的不同水頭高度。
[0020] 本實施例可以作進(jìn)一步改進(jìn)：第一蓋板17和第二蓋板5均為圓形蓋板，膠膜管3 的兩端分別通過圓形壓圈9緊箍在第一蓋板17和第二蓋板5上。
[0021] 本實施例的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)在進(jìn)行秸桿材料滲透系數(shù)測試時，首先將 一定長度L的秸桿材料(秸桿材料的兩端與限壓板15的邊緣對齊)包裹在膠膜管3中，將膠 膜管3的兩端分別用圓形壓圈9箍設(shè)于第一蓋板17和第二蓋板5的圓周面上，形成密封的 滲透系統(tǒng)。
[0022] 其次，傳壓板2給置于限壓板15中的膠膜管3中的秸桿材料加壓，調(diào)節(jié)壓力達(dá)到 所需的秸桿密度并維持傳壓板2不反彈，此時可計算出秸桿滲透斷面面積為A。
[0023] 再次，通過外接水源向儲水槽12供水，儲水槽12的儲水量恒定，多余的水通過溢 流口 13流出，通過滑動調(diào)節(jié)塊11在立柱上移動調(diào)節(jié)儲水槽12的高度，形成測試所需的恒 定水頭。儲水槽12底部通過管路與進(jìn)水口 7相連，形成膠膜管3中上游的水力梯度，從上、 下水頭刻度表10-1、10-2直接讀出上水頭管和下水頭管的液面高差h。
[0024] 最后，在上水頭管和下水頭管恒定的水頭差h下，固定時間段t內(nèi)計量測量 出口 4的滲透出水量q，按達(dá)西滲透定律計算秸桿材料在該級密度條件下的滲透系數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：包括水頭測量裝置、用于裝載秸桿 材料的膠膜管和秸桿滲透框體，所述水頭測量裝置包括上、下水頭管刻度表和常水頭供水 裝置；所述膠膜管的兩端分別設(shè)有與膠膜管密封連接的第一蓋板、第二蓋板，所述第一蓋 板上設(shè)有與常水頭供水裝置的出水口連通的進(jìn)水口、與上水頭管刻度表連接的上水頭連接 口，所述第二蓋板上設(shè)有與下水頭管刻度表連接的下水頭連接口和第一出水口，所述第一 出水口設(shè)有流量計；所述膠膜管貫穿所述秸桿滲透框體，所述秸桿滲透框體內(nèi)設(shè)有可沿秸 桿滲透框體內(nèi)壁上下移動的傳壓板，所述傳壓板緊貼膠膜管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：還包括壓力加載 裝置，所述傳壓板由壓力加載裝置驅(qū)動沿秸桿滲透框體內(nèi)壁上下移動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：所述秸桿滲透框 體頂部設(shè)有反力架，所述壓力加載裝置是設(shè)置在所述反力架與傳壓板之間的氣壓加載裝 置，所述氣壓加載裝置包括氣囊，所述氣囊固接有活塞桿，所述氣囊的氣體入口與氣源連 接，所述活塞桿緊貼所述傳壓板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：所述秸桿滲透框 體是方形框架，所述方形框架的左右兩側(cè)與膠膜管之間均設(shè)有用于防止秸桿材料在所述傳 壓板壓迫下的側(cè)向變形的限壓板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：所述常水頭供水 裝置包括儲水槽以及用于固定儲水槽的立柱，所述儲水槽可沿立柱上下移動；所述儲水槽 上設(shè)有溢流口和第二出水口，所述第二出水口即為常水頭供水裝置的出水口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：所述限壓板為有 機玻璃板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6之任一所述的秸桿材料滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于：所述第 一蓋板和第二蓋板均為圓形蓋板，所述膠膜管的兩端分別通過圓形壓圈緊箍在所述第一蓋 板和第二蓋板上。
【文檔編號】G01N15/08GK204188493SQ201420647184
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】殷勇, 徐桂中, 吳發(fā)紅, 石飛停 申請人:鹽城工學(xué)院