一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地下工程材料性能測試領(lǐng)域，特別是涉及一種測定水泥土滲透系數(shù)的 裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥水化產(chǎn)物與土顆粒之間發(fā)生的膠結(jié)以及離子交換作用使得土顆粒分散程度 降低，孔隙減小，土體的強度和抗?jié)B性能得到大幅提升。因而近年來水泥土攪拌粧被廣泛應 用于深基坑止水帷幕，土壩以及防洪堤等防滲工程中。但由于施工方法以及土性的不同，水 泥土的抗?jié)B性能差異較大。由于水泥土的抗?jié)B性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到防滲工程的安全施 工，因此測定水泥土的滲透系數(shù)是一項不可或缺的工作。
[0003] 經(jīng)對現(xiàn)有國內(nèi)水泥土滲透系數(shù)測定方法文獻的檢索，申請人安徽省水利科學研宄 院（專利公開號為CN101603913B)發(fā)明了一種利用壓力室對試樣施加反壓來提供水頭壓力 測定水泥土的滲透系數(shù)的裝置及方法，但是該裝置的加工成本十分昂貴，且該裝置一旦加 工完成就只能用于測定某一特定尺寸的水泥土試樣的滲透系數(shù)，由于水泥土現(xiàn)場取芯試樣 的尺寸各異，所以這種裝置的通用性不強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種測定水泥土滲透系 數(shù)的裝置及方法，其操作簡單、制作廉價且適用性較強。
[0005] 為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置，該裝置包括 變截面透明有機玻璃管（1)，連接變截面透明有機玻璃管（1)和試樣（3)的轉(zhuǎn)換接頭（2)， 轉(zhuǎn)換接頭（2)的下端套進橡膠膜（4)與試樣（3)相連，利用橡膠止水環(huán)（8)勒緊轉(zhuǎn)換接頭 (2)和橡膠膜（4)之間的縫隙，透水石（5)和（6)裝在試樣（3)上下端，所述裝置放入水槽 (9)中。
[0006] 進一步地，所述變截面透明有機玻璃管（1)采用固定支架（11)固定。
[0007] 進一步地，試樣（3)的頂部和底部分別套橡膠止水環(huán)（7)，使試樣置于密閉環(huán)境。
[0008] 進一步地，所述變截面透明有機玻璃管（1)上部細下部粗，且上部帶有刻度。
[0009] 進一步地，所述變截面透明有機玻璃管（1)與轉(zhuǎn)換接頭（2)之間采用磨砂齒形接 口進行連接。
[0010] 進一步地，所述試樣上端的透水石（5)比下端的透水石小。
[0011] 進一步地，所述的水槽（9)的側(cè)壁開有一個小缺口，并設(shè)置接水水槽（10)。
[0012] 為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種測定水泥土滲透系數(shù)的方法，包括如下步 驟：
[0013] 步驟一，制作試樣，使試樣側(cè)壁光滑且上下兩個表面水平；
[0014] 步驟二，使試樣達到飽和；
[0015] 步驟三，將試樣側(cè)壁涂抹薄層凡士林，試樣外側(cè)套橡膠膜，試樣的頂部和底部分別 套橡膠止水環(huán)，使水泥土置于密閉環(huán)境，試樣頂部裝較小透水石，底部放置在較大透水石之 上；
[0016] 步驟四，將轉(zhuǎn)換接頭裝在上層透水石上，并將其底端套進橡膠膜，利用橡膠止水環(huán) 勒緊該轉(zhuǎn)換接頭和該橡膠膜之間的縫隙，并將變截面透明有機玻璃管與轉(zhuǎn)換接頭組裝在一 起；
[0017] 步驟五，將步驟一至步驟四中組裝好的裝置放入水槽中，并固定在固定支架上，向 水槽中注水，注水水位至開口標高處并放置好接水水槽，向變截面透明有機玻璃管的內(nèi)部 注水，注水至較細有機玻璃管內(nèi)的某一水位；
[0018] 步驟六，間隔時間t測讀有機玻璃管中的水位，并計算水位差，同時測量水溫T ;
[0019] 步驟七，采用理論公式計算滲透系數(shù)。
[0020] 進一步地，所述理論公式為：
【主權(quán)項】
1. 一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；該裝置包括變截面透明有機玻璃管 (1)，連接變截面透明有機玻璃管（1)和試樣（3)的轉(zhuǎn)換接頭（2)，轉(zhuǎn)換接頭（2)的下端套進 橡膠膜（4)與試樣（3)相連，利用橡膠止水環(huán)（8)勒緊轉(zhuǎn)換接頭（2)和橡膠膜（4)之間的 縫隙，透水石（5)和（6)裝在試樣（3)上下端，所述裝置放入水槽巧）中。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；所述變截面透 明有機玻璃管（1)采用固定支架（11)固定。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于：試樣（3)的頂 部和底部分別套橡膠止水環(huán)（7)，使試樣置于密閉環(huán)境。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；所述變截面透 明有機玻璃管（1)上部細下部粗，且上部帶有刻度。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；所述變截面透 明有機玻璃管（1)與轉(zhuǎn)換接頭（2)之間采用磨砂齒形接口進行連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；所述試樣上端 的透水石巧）比下端的透水石小。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的裝置，其特征在于；所述的水槽巧） 的側(cè)壁開有一個小缺口，并設(shè)置接水水槽（10)。
8. -種測定水泥±滲透系數(shù)的方法，包括如下步驟： 步驟一，制作試樣，使試樣側(cè)壁光滑且上下兩個表面水平； 步驟二，使試樣達到飽和； 步驟=，將試樣側(cè)壁涂抹薄層凡±林，試樣外側(cè)套橡膠膜，試樣的頂部和底部分別套橡 膠止水環(huán)，使水泥±置于密閉環(huán)境，試樣頂部裝較小透水石，底部放置在較大透水石之上； 步驟四，將轉(zhuǎn)換接頭裝在上層透水石上，并將其底端套進橡膠膜，利用橡膠止水環(huán)勒緊 該轉(zhuǎn)換接頭和該橡膠膜之間的縫隙，并將變截面透明有機玻璃管與轉(zhuǎn)換接頭組裝在一起； 步驟五，將步驟一至步驟四中組裝好的裝置放入水槽中，并固定在固定支架上，向水槽 中注水，注水水位至開口標高處并放置好接水水槽，向變截面透明有機玻璃管的內(nèi)部注水， 注水至較細有機玻璃管內(nèi)的某一水位； 步驟六，間隔時間t測讀有機玻璃管中的水位，并計算水位差，同時測量水溫T; 步驟走，采用理論公式計算滲透系數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的方法，其特征在于，所述理論公式 為：
其中，ki為T攝氏度時水泥±試樣的滲透系數(shù)；a為變截面透明有機玻璃管上部細玻璃 管的內(nèi)截面積；L為試樣的高度屯為開始時水頭；h2為結(jié)束時水頭；A為試樣的橫截面積； t。和11分別為測讀水頭的起始和終止時間。
10. 如權(quán)利要求8所述的一種測定水泥±滲透系數(shù)的方法，其特征在于：步驟二中，將 試樣放入真空飽和缸中抽真空飽和若干時間，使試樣達到飽和。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定水泥土滲透系數(shù)的裝置及方法，該裝置包括變截面透明有機玻璃管(1)，連接變截面透明有機玻璃管(1)和試樣(3)的轉(zhuǎn)換接頭(2)，轉(zhuǎn)換接頭(2)的下端套進橡膠膜(4)與試樣(3)相連，利用橡膠止水環(huán)(8)勒緊轉(zhuǎn)換接頭(2)和橡膠膜(4)之間的縫隙，透水石(5)和(6)裝在試樣(3)上下端，所述裝置放入水槽(9)中,本發(fā)明操作簡單、制作廉價且適用性較強。
【IPC分類】G01N15-08
【公開號】CN104849193
【申請?zhí)枴緾N201510272164
【發(fā)明人】孟振, 陳錦劍, 王建華
【申請人】上海交通大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月25日