11和第二滲透筒13的同一側(cè)設(shè)置滲流壓力監(jiān)測孔，將差壓傳感器28 的兩只引壓管路分別安裝到相鄰兩個監(jiān)測孔中，同時密封好差壓傳感器28與筒身監(jiān)測孔連 接處的縫隙，并使用螺栓進(jìn)行固定;將差壓傳感器28另一端連接數(shù)據(jù)采集儀29,數(shù)據(jù)采集儀 29連接計算機。
[0036]所述的第一滲透筒11和第二滲透筒13由透明的有機玻璃制作，全長為30cm、內(nèi)徑 為19cm，第一透水板8和第二透水板15都是直徑為19cm、厚度為3mm的帶孔的有機玻璃圓形 板，孔徑為4mm，緩沖層10為2-3cm厚的爍石層。
[0037]二、裝填試樣，試樣填裝在滲透緩沖層10與濾網(wǎng)14之間，采用分層裝樣法，每層土 樣約l〇cm，按設(shè)計密度搗實，并層間刨毛，完成試樣填裝。
[0038] 三、在出水集水箱18中裝入清水，控制出水集水箱18的位置，確保液面不高于試樣 底部;初步估計試樣的滲透系數(shù)，確定提升速率，打開第一閥門5和第二閥門19,關(guān)閉第三閥 門23,提升出水集水箱18,排空管路及試樣中的空氣或氣泡，試樣飽和后關(guān)閉第二閥門19， 并將出水集水箱18回歸原位。
[0039] 四、在進(jìn)水儲水箱1中注入清水，并按預(yù)先設(shè)計的入滲液的濃度lg/L添加堵塞顆粒 的數(shù)量，啟動磁力攪拌器2持續(xù)攪拌，使堵塞顆粒均勻懸浮在入滲液中；
[0040] 五、設(shè)定好恒流栗4的流速，關(guān)閉第四閥門26,開啟數(shù)據(jù)采集儀29,同時開啟恒流栗 4和第二閥門19,進(jìn)行滲透堵塞試驗。
[0041] 六、根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀29采集的所測量的壓力差，采用達(dá)西定律實時計算滲透系數(shù)， 需要將單位為kPa的差壓傳感器28讀數(shù)換算成單位為cm的水頭差hi，恒流栗4的滲流流量Q =2cm3/s、差壓傳感器28等距布置4個，li = 6cm，有效試樣總長度Σ h = 24cm，試樣滲流面積 A = 283.5cm2代入達(dá)西定律表達(dá)式中計算滲透系數(shù)：
[0042] 倉， /=1,23,4
[0043] 式中一第i土段即同一差壓傳感器28所測量的試樣段的滲透系數(shù)，單位:Cm/s;
[0044] Q一滲透流量，單位:cm3/s;
[0045] A一土柱體的橫截面積，單位:cm2;
[0046] ^一同一差壓傳感器所測量的第i段土柱的長度，單位:cm;
[0047] lu-第i段土柱的的水頭損失值即同一差壓傳感器所測量的壓力差，單位:cm;
[0048] 總試樣長度1的滲透系數(shù)計算公式為： k=_L_
[0049] 乞 /-1 /
[0050] 將不同時刻計算得到的滲透系數(shù)對土體在純水滲透下的飽和滲透系數(shù)進(jìn)行歸一 化處理，最終得到試樣歸一化滲透系數(shù)隨滲透時間的變化規(guī)律。試驗最終得到試樣歸一化 滲透系數(shù)隨滲透時間的變化規(guī)律如圖2所示。
[0051] 七、根據(jù)所需時間間隔使用激光粒度儀24測量滲入液和滲出液中顆粒懸浮特征； 試驗所測的入滲液和第lOmin時滲流液中流失顆粒粒徑分布特征如圖3所示。
【主權(quán)項】
1. 一種±的常流速滲透堵塞試驗方法，其特征在于具體步驟為： 一、 建立一個±的常流速滲透堵塞試驗裝置，包括進(jìn)水儲水箱（1)、磁力攬拌儀(2)、第 一進(jìn)水耐壓軟管(3)、恒流累(4)、第一閥口（5)、第二進(jìn)水耐壓軟管(6)、進(jìn)水頂蓋(7)、第一 透水板(8)、第一法蘭(9)、緩沖層（10)、第一滲透筒（11)、第二法蘭（12)、第二滲透筒（13)、 濾網(wǎng)（14)、第二透水板（15)、出水底蓋（16)、第Ξ法蘭（17)、出水集水箱（18)、第二閥口 (19) 、第一出水耐壓軟管(20)、第一Ξ通(21)、第二出水耐壓軟管(22)、第Ξ閥口（23)、激光 粒度儀(24)、第Ξ進(jìn)水耐壓軟管（25)、第四閥口（ 26)、第二Ξ通(27)、差壓傳感器(28)和數(shù) 據(jù)采集儀(29); 磁力攬拌器(2)置于進(jìn)水儲水箱（1)中，進(jìn)水儲水箱（1)通過第一進(jìn)水耐壓軟管(3)和第 一Ξ通(27)與恒流累(4)相連，恒流累(4)另一端連接第一閥口（5)，第一閥口（5)通過第二 進(jìn)水耐壓軟管(6)與進(jìn)水頂蓋(7)相連，進(jìn)水頂蓋(7)通過第一法蘭(9)與第一滲透筒（11)相 連，第一滲透筒（11)頂部設(shè)置第一透水板(8)，第一透水板(8)下方為緩沖層（10)，第一滲透 筒（11)和第二滲透筒（13)通過第二法蘭（12)相連，第一滲透筒（11)和第二滲透筒（13)同一 側(cè)設(shè)置一排差壓傳感器(28)，差壓傳感器(28)設(shè)置于與第一滲透筒（11)和第二滲透筒（13) 軸屯、線平行的同一直線上，差壓傳感器（28)均分別與數(shù)據(jù)采集儀（29)相連，第二滲透筒 (13)的底部設(shè)置第二透水板(15)，在第二透水板(15)上設(shè)置孔徑2mm的鋼絲濾網(wǎng)（14)，第二 滲透筒（13)與出水底蓋(16)通過第Ξ法蘭（17)相連，出水底蓋(16)通過第一出水耐壓軟管 (20) 和第二Ξ通(21)與出水集水箱（18)相連，在第一出水耐壓軟管（20)上設(shè)置第二閥口 (19)，第二Ξ通(21)的剩余一端通過第二出水耐壓軟管(22)與激光粒度儀(24)相連，在第 二出水耐壓軟管(22)上設(shè)置第Ξ閥口（ 23 )，第一Ξ通(27)的剩余一端通過第Ξ進(jìn)水耐壓軟 管(25)與激光粒度儀(24)相連，在第Ξ進(jìn)水耐壓軟管(25)設(shè)置第四閥口（ 26); 在第一滲透筒（11)和第二滲透筒（13)的同一側(cè)設(shè)置滲流壓力監(jiān)測孔，將差壓傳感器 (28)的兩只引壓管路分別安裝到相鄰兩個監(jiān)測孔中，同時密封好差壓傳感器(28)與筒身監(jiān) 測孔連接處的縫隙，并使用螺栓進(jìn)行固定;將差壓傳感器(28)另一端連接數(shù)據(jù)采集儀(29)， 數(shù)據(jù)采集儀(29)連接計算機； 所述的第一滲透筒（11)和第二滲透筒（13)全長均為30-40cm、內(nèi)徑均為18-25畑1，第一 透水板(8)和第二透水板（15)都是直徑為18-25cm、厚度為3-5mm的帶孔的圓形板，孔徑為4- 6mm，緩沖層10為2-3cm厚的堿石層； 二、 試樣填裝在滲透緩沖層（10)與濾網(wǎng)（14)之間，采用分層裝樣法，每層±樣10(3111，按 設(shè)計密度搗實，層間創(chuàng)毛，完成試樣填裝； Ξ、在出水集水箱（18)中裝入清水，控制出水集水箱（18)的位置，確保液面不高于試樣 底部;初步估計試樣的滲透系數(shù)，確定提升速率，打開第一閥口（5)和第二閥口（19)，關(guān)閉第 Ξ閥口（23)，提升出水集水箱（18)，排空管路及試樣中的空氣或氣泡，試樣飽和后關(guān)閉第二 閥口（ 19 )，并將出水集水箱(18)回歸原位； 四、 在進(jìn)水儲水箱（1)中注入清水，按預(yù)先設(shè)計的入滲液的濃度添加堵塞顆粒的數(shù)量， 啟動磁力攬拌器(2)持續(xù)攬拌，使堵塞顆粒均勻懸浮在入滲液中； 五、 設(shè)定好恒流累(4)的流速，關(guān)閉第四閥口（26)，開啟數(shù)據(jù)采集儀(29)，同時開啟恒流 累(4)和第二閥口（ 19 )，進(jìn)行滲透堵塞試驗； 六、 根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀(29)采集的所測量的壓力差，采用達(dá)西定律實時計算滲透系數(shù)，需 要將單位為k化的差壓傳感器(28)讀數(shù)換算成單位為cm的水頭差hi,再將單位為cmVs的恒 流累(4)的滲流流量Q、單位為cm的試樣長度li、單位為cm2的試樣滲流面積A代入達(dá)西定律表 達(dá)式中計算滲透系數(shù)：式中:1(1-第1±段即同一差壓傳感器(28)所測量的試樣段的滲透系數(shù)，單位:cm/s; Q-滲透流量，單位:cm3/s; A-±柱體的橫截面積，單位:cm2; li-同一差壓傳感器所測量的第1段±柱的長度，單位:cm; hi-第1段±柱的的水頭損失值即同一差壓傳感器所測量的壓力差，單位:cm; 整個試樣長度1的滲透系數(shù)計算公式為：將不同時刻計算得到的滲透系數(shù)對±體在純水滲透下的飽和滲透系數(shù)進(jìn)行歸一化處 理，最終得到試樣歸一化滲透系數(shù)隨滲透時間的變化規(guī)律； 屯、根據(jù)所需時間間隔使用激光粒度儀(24)測量滲入液和滲出液中顆粒懸浮特征。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種土的常流速滲透堵塞試驗方法。建立一個土的常流速滲透堵塞裝置，由圓柱形滲透柱、壓差傳感器、恒流泵、磁力攪拌器、激光粒度儀、進(jìn)水儲存容器、閥門、耐壓軟管、出水收集容器等組成；進(jìn)水儲水箱中投放堵塞顆粒，并通過磁力攪拌器攪拌均勻，使堵塞試樣懸浮在入滲液中；使用恒流泵保持滲流流量恒定進(jìn)行連續(xù)供水，同時采用壓差傳感器替代傳統(tǒng)的測壓管測量多個不同滲流斷面處滲流壓力，自動連續(xù)采集試驗數(shù)據(jù)；直觀反映堵塞顆粒粒徑大小、數(shù)量及滲流時間對滲流壓力、試樣滲透性改變的規(guī)律；能改變堵塞試樣的粒徑及其在入滲液中的含量，并能對試驗土樣進(jìn)行連續(xù)、不同流速的滲透堵塞試驗，研究顆粒運移對土體滲透性能的影響。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN105547955
【申請?zhí)枴緾N201510909692
【發(fā)明人】王志兵
【申請人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月10日