低滲透性飽和粘土滲透性的測試方 法，包括以下幾個步驟：
[0044] 第一步：樣品試樣制作，具體為，
[0045] Sl :整平樣品試樣，將內涂凡士林的試樣環(huán)刀壓入試樣，再將環(huán)刀壓下的土樣側面 削去一層，使與環(huán)刀刃口相接處的土樣直徑大于環(huán)刀內徑；
[0046] S2 :重復上述步驟Sl，至試樣突出環(huán)刀上部；
[0047] S3 :削去環(huán)刀兩側余樣，反復涂抹試樣的表面，避免試樣表面孔隙堵塞或試樣壓 縮，存放在干燥環(huán)境中備用；
[0048] S4 :記錄試樣的長度1，試樣直徑d，計算得出試樣截面面積A。
[0049] 第二步：將上述第一步中得到的樣品試樣放入真空機中進行飽水24-72小時，存 放備用；將滲透裝置3中的透水石323取出也放入真空機中進行飽水24-72小時，后安裝進 滲透裝置3中；
[0050] 第三步：將第二步中飽水處理的樣品試樣安放在樣品室33內，并在透水石323表 面包覆濾紙；
[0051] 第四步：打開止水夾25,供水瓶2內液體對滲透裝置3進行滲透測試，同步，打開 空壓機1，打開主管路的第一開關閥11，打開空壓機1與供水瓶2連通的管路上依次設置有 第二開關閥21、第一精密調壓閥22和單向進氣閥23,打開空壓機1與滲透裝置3連通的管 路上依次設置有第三開關閥31和第二精密調壓閥32,對圍壓室31和供水瓶2持續(xù)穩(wěn)定供 壓，待集水瓶4內有液體流入后，記錄供水瓶2的進水量和集水瓶4的出水量，待進水量和 出水量相等或相近時，實驗趨于穩(wěn)定狀態(tài)，開始計時，并記錄供水瓶2內起始水位h。，供水瓶 2內氣壓P及初始水頭值H 0= h ο+ΡΛ P液g);
[0052] 其中，P .液為液體密度，g為重力系數(shù)；
[0053] 第六步：多次測量，記錄不同時間t相對應的供水瓶2的水位h及水頭值H = h+P/ (P液g)，得到t時段內供水瓶2內水頭值的變化dH = H-H0;
[0054] 第七步：根據(jù)供水瓶2所提供起始水頭值，以及水頭值隨著時間的變化關系，計算 出試樣滲透率K。
[0055] 實驗過程中，水力梯度約為2500P(m/m)，0〈P〈0. 8Mpa，最小分度值為0· OIMPa，結 合以往國內外研究的起始水力梯度，將實驗過程中壓力的范圍調整為0. 04-0. 55MPa，使流 速與水力梯度之間滿足達西定律j d，本儀器適用于滲透系數(shù)〈10 5m/s 的粘性土樣，滿足氣壓范圍0. 04-0. 55Mpa的條件下使用，避免非線性達西流對數(shù)據(jù)產生的 影響。
[0056] 實驗選取三種試樣樣品進行測試，實驗過程中，三種樣品測試各項數(shù)據(jù)如下表：
[0057]
[0059] 實驗過程中，t時間內，流經試樣橫斷面的體積為：dV = -AdH; ， A Λ Λ
A
[0063] 上述樣品測試數(shù)據(jù)表得出供水瓶內水頭值對數(shù)隨時間變化的線性關系的線性分 布圖如圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)所示。
[0064] 根據(jù)該線性變化關系的斜率計算出試樣滲透率K，滲透率K滿足
[0065] 其中，滲透系數(shù)如下表：
[0066]
[0067] 本發(fā)明的低滲透性飽和粘土滲透測定儀結構簡單，操作方便，制作成本較低，可以 準確、迅速地測試獲得粘性土的滲透系數(shù)，測試效率較高，耗時較少，實用性強。
[0068] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：包括空壓機（I)、供水瓶（2)、滲透 裝置⑶和集水瓶（4)，所述空壓機⑴通過管道分別連通供水瓶⑵和滲透裝置（3)，所 述供水瓶（2)通過管道連通滲透裝置（3) -端，所述滲透裝置（3)另一端通過管道連通集 水瓶（4)。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：所述滲透 裝置（3)包括圍壓室（31)和滲透機構（32)，所述滲透機構（32)兩端固定在圍壓室（31)兩 側內壁上，所述空壓機（1)通過管道連通圍壓室（31)，所述滲透機構（32)兩端分別通過管 道連通供水瓶（2)和集水瓶（4)。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：所述滲透 機構（32)包括兩個一端開口的耐壓鋼桶（321)、橡膠套（322)和兩個透水石（323)，兩個所 述耐壓鋼桶（321)對稱安裝在圍壓室（31)內部兩端，且開口端相對設置，所述橡膠套（322) 套接置于兩個耐壓鋼桶（321)之間，且兩端通過O型圈與圍壓室（31)內壁密封連接，兩個 所述透水石（323)對稱設置在橡膠套（322)的內部兩端端口處，兩個所述透水石（323)與 橡膠套（322)之間形成一個樣品室（33)。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：所述空壓 機（1)通過三通管路分別連通供水瓶（2)和滲透裝置（3)。5. 根據(jù)權利要求4所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：所述三通 管路包括主管路、第一分管路和第二分管路，所述主管路一端分別與第一分管路和第二分 管路的一端連通，另一端連通空壓機（1)，所述第一分管路另一端連通供水瓶（2)，第二分 管路另一端連通滲透裝置（3)。6. 根據(jù)權利要求5所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于：所述主管 路上由連通空壓機（1)的一端到另一端依次設置有第一開關閥（11)和干燥裝置（12)，所述 第一分管路上由連通主管路的一端到連通供水瓶（2)的一端依次設置有第二開關閥（21)、 第一精密調壓閥（22)和單向進氣閥（23)，所述第二分管路上由連通主管路的一端到連通 滲透裝置（3)的一端依次設置有第三開關閥（311)和第二精密調壓閥（312)。7. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于： 所述供水瓶（2)上設置有用于監(jiān)測供水瓶（2)內部氣壓的壓力表（24)。8. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀，其特征在于： 所述供水瓶（2)與滲透裝置（3)連通的管道上設置有止水夾（25)。9. 一種使用權利要求1至8任一項所述的低滲透性飽和粘土滲透測定儀測試低滲透性 飽和粘土滲透性的測試方法，其特征在于，包括以下幾個步驟： 第一步：樣品試樣制作，具體為， 51 :整平樣品試樣，將內涂凡士林的試樣環(huán)刀壓入試樣，再將環(huán)刀壓下的土樣側面削去 一層，使與環(huán)刀刃口相接處的土樣直徑大于環(huán)刀內徑； 52 :重復上述步驟S1，至試樣突出環(huán)刀上部； 53 :削去環(huán)刀兩側余樣，反復涂抹試樣的表面，避免試樣表面孔隙堵塞或試樣壓縮，存 放在干燥環(huán)境中備用； 54 :記錄試樣的長度1，試樣直徑d，計算得出試樣截面面積A。 第二步：將上述第一步中得到的樣品試樣放入真空機中進行飽水24-72小時，存放備 用；將滲透裝置⑶中的透水石（323)取出也放入真空機中進行飽水24-72小時，后安裝進 滲透裝置（3)中； 第三步：將第二步中飽水處理的樣品試樣安放在樣品室（33)內，并在透水石（323)表 面包覆濾紙； 第四步：打開止水夾（25)，供水瓶（2)內液體對滲透裝置（3)進行滲透測試，同步，打 開空壓機（1)，打開主管路的第一開關閥（11)，打開空壓機（1)與供水瓶（2)連通的管路上 依次設置有第二開關閥（21)、第一精密調壓閥（22)和單向進氣閥（23)，打開空壓機（1)與 滲透裝置（3)連通的管路上依次設置有第三開關閥（31)和第二精密調壓閥（32)，對圍壓 室（31)和供水瓶（2)持續(xù)穩(wěn)定供壓，待集水瓶（4)內有液體流入后，記錄供水瓶（2)的進 水量和集水瓶（4)的出水量，待進水量和出水量相等或相近時，實驗趨于穩(wěn)定狀態(tài)，開始計 時，并記錄供水瓶（2)內起始水位h。，供水瓶（2)內氣壓P及初始水頭值Pift g); 其中，P 為液體密度，g為重力系數(shù)； 第六步：多次測量，記錄不同時間t相對應的供水瓶（2)的水位h及水頭值H = h+P/ (P .液g)，得到t時段內供水瓶⑵內水頭值的變化dH = H-H0; 第七步：根據(jù)供水瓶（2)所提供起始水頭值，以及水頭值隨著時間的變化關系，計算出 試樣滲透率K。
【專利摘要】本發(fā)明涉及關于地質領域實驗室內用于粘土低滲透性飽和粘土滲透測定儀及測試方法，特別涉及一種低滲透性飽和粘土滲透測定儀及測試方法。該測定儀包括空壓機、供水瓶、滲透裝置和集水瓶，所述空壓機通過管道分別連通供水瓶和滲透裝置，所述供水瓶通過管道連通滲透裝置一端，所述滲透裝置另一端通過管道連通集水瓶。優(yōu)點：本裝置結構簡單，操作方便，制作成本較低，可以準確、迅速地測試獲得粘性土的滲透系數(shù)，測試效率較高，耗時較少，實用性強。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN105092450
【申請?zhí)枴緾N201510482434
【發(fā)明人】葛勤, 龔須龍, 梁杏, 李靜, 劉彥, 陳乃嘉, 沈仲智, 鄧斌
【申請人】中國地質大學（武漢）
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月7日