法向压力下的渗透系数试验方法及试验装置

摘要

本发明公开了一种法向压力下的渗透系数试验方法和试验装置，试验装置包括充满水的试验容器，用带有透水孔的上盘和下盘分别压紧在测试材料的上、下表面，上盘和下盘均匀分布透水孔、其边缘密封，上盘和下盘上每个透水孔的位置沿垂直方向相对应，上盘的上部与带有稳定压力的水源连通，下盘的下部与具有测量排水量功能的排水装置连通，上盘与法向压力施加系统连接，法向压力施加系统根据试验参数向上盘施加法向压力。本发明试验方法思路新颖，试验装置结构简单，操作流程简单易行，较为真实地模拟挡墙、隧道衬砌等工程背后土体及反滤材料实际工作状态的渗透特性，试验原理符合工程实际，具有良好的经济技术效益。

主权项

一种用于法向压力下的渗透系数试验方法的试验装置，法向压力下的渗透系数试验方法包括如下步骤：步骤1：将测试材料(3)水平放置在充满水的试验容器(1)中，用带有透水孔(7)的上盘(5)和下盘(6)分别压紧在所述测试材料(3)的上、下表面，并将所述上盘(5)和下盘(6)的边缘与试验容器(1)的内壁之间密封；步骤2：向所述上盘(5)上方试验容器(1)注水并向水中施加稳定的进水压力p1；步骤3：根据试验参数在所述上盘(5)表面朝测试材料(3)表面施加稳定的法向力F；步骤4：调节所述下盘(6)下方试验容器(1)的排水量，使排水量不大于进水量，以保证所述下盘(6)下方的试验容器(1)内充满水，待排水压力数据稳定，在一定的测试时间t内，记录下盘(6)下方流出的排水量Q和下盘(6)下方试验容器(1)内的排水压力p2；步骤5：改变法向力F，重复步骤2，获取多次的测量数据排水量Q和排水压力p2；步骤6：根据测量数据计算出所述测试材料(3)的等效渗透系数K，计算公式如下：$K=\frac{Q·D·{\gamma }_W}{A·(p1-p2)·t}$其中：Q为排水量，D为所述测试材料(3)的厚度，γ_w为水的重度，A为所述上盘(5)透水孔(7)的面积之和，p1‑p2为进水压力与排水压力之差，t为试验时间；其特征在于：所述装置包括充满水的试验容器(1)，中部设有用于压紧测试材料(3)的上盘(5)和下盘(6)，所述上盘(5)和下盘(6)为多孔盘状结构、其上均匀分布透水孔(7)、其边缘与试验容器(1)的内壁密封，所述上盘(5)和下盘(6)上每个透水孔(7)的位置沿垂直方向相对应，所述上盘(5)上方的试验容器(1)与带有稳定压力的水源(4)连通，所述下盘(6)与试验容器(1)相对固定，具有测量排水量功能的排水装置(8)与所述下盘(6)下方的试验容器(1)连通，所述上盘(5)与法向压力施加系统(2)连接，所述法向压力施加系统(2)根据试验参数向上盘(5)施加法向压力。