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一种测试土体非饱和气相渗透系数的方法，其特征是采用一种试验装置测定非饱和气相渗透系数，该装置由压力室(2)、压力室螺栓(3)、上顶盖(4)、不锈钢侧限环(7)、垂直位移传感器(10)、仪器底座(14)、压力室底座(21)组成，其中压力室底座(21)上安装有下底座(20)，下底座(20)上面安装有下陶土板(19)，下陶土板上面安装试样(17)，试样(17)上面是上陶土板(6)，上陶土板(6)上面安装上底座(5)，上底座(5)上面安装上顶盖(4)，试样(17)周围套有不锈钢侧限环(7)，不锈钢侧限环(7)安装在上顶盖(4)与压力室底座(21)之间，不锈钢侧限环(7)上下端有橡胶垫(16)，不锈钢侧限环(7)左侧上面安装有第一微型气压传感器(8)，下面安装有第二微型水压传感器(25)，右侧上面安装有第一微型水压传感器(18)，下面安装有第二微型气压传感器(26)，上底座(5)和下底座(20)均采用螺旋线型的排水槽，上底座(5)连接孔隙水排水管路(9)和孔隙气进气管路(15)，孔隙水排水管路(9)连接有第一孔隙水压传感器(28)和第一控制阀门(27)，孔隙气进气管路(15)连接有第二孔隙气压传感器(35)和第五控制阀门(36)，下底座(20)连接孔隙气排气管路(12)和孔隙水进水管路(23)，孔隙气排气管路(12)连接第一孔隙气压传感器(30)和第二控制阀门(29)，孔隙水进水管路(23)连接第二孔隙水压传感器(34)和第四控制阀门(33)，压力室连接压力室气压进气管路(22)，压力室气压进气管路(22)连接有第三孔隙气压传感器(37)和第六控制阀门(38)，压力室(2)安装在压力室底座(21)上，通过螺栓(3)固定，垂直加压轴(1)可以上下移动，并可以顶在上顶盖(4)上，压力室底座(21)一侧安装有垂直位移传感器(10)，压力室底座(21)下面的垂直压力升降轴(13)，通过垂直压力进水管路(24)为试样(17)提供垂直压力，通过连接的垂直位移升降翼(11)，由位移传感器(10)量测试样(17)的垂直位移变形量，垂直压力进水管路(24)连接有第三孔隙水压力传感器(31)和第三控制阀门(32)，利用该装置测定土体非饱和气相渗透系数的方法如下，①分别将上陶土板(6)和下陶土板(19)抽气饱和，然后将下陶土板(19)安装在下底座(20)上，将横截面积为A’高度为H’1的试样(17)安装在下陶土板(19)上，试样(17)上面安装上陶土板(6)，将不锈钢侧限环(7)通过橡胶垫(16)卡在上顶盖(4)和压力室底座(21)之间，不锈钢侧限环(7)左侧上面安装第一微型气压传感器(8)，下面安装第二微型水压传感器(25)，不锈钢侧限环(7)右侧上面安装第一微型水压传感器(18)，下面安装第二微型气压传感器(26)；②将压力室(2)安装在压力室底座(21)上，拧紧压力室螺栓(3)，将垂直加压轴(1)拧下来对准上顶盖(4)，将垂直位移传感器(10)安装在垂直位移升降翼(11)上，并将读数归零；③关闭第一控制阀门(27)、第二控制阀门(29)、第五控制阀门(36)和第六控制阀门(38)，打开第三控制阀门(32)和第四控制阀门(33)，通过垂直压力进水管路(24)施加压力，使垂直压力升降轴(13)上升，对试样(17)进行一维垂直固结，通过第三孔隙水压传感器(31)控制压力大小，通过垂直位移传感器(10)控制固结位移，待垂直位移传感器(10)读数每小时小于0.01mm时固结稳定，测得垂直位移量H’2，试样(17)高度为H’＝H’1‑H’2；④打开第二控制阀门(29)、第五控制阀门(36)和第六控制阀门(38)，通过压力室气压进气管路(22)施加气压P’1气，通过孔隙气进气管路(15)施加孔隙气压力P’1气，通过孔隙气排气管路(12)施加孔隙气压力P’2气，通过孔隙水进水管路(23)施加孔隙水压力P’1水；⑤当孔隙气进气管路(15)的进气量与孔隙气排气管路(12)的出气量差值小于或等于5mm3，第一微型气压传感器(8)、第一微型水压传感器(18)、第二微型水压传感器(25)和第二微型气压传感器(26)读数变化均小于或等于3kPa时，认为该状态为气相渗流稳定状态，此时测得单位时间T’内流过试样(17)的气体体积为Qatm，可计算试样(17)在该状态下的非饱和气相渗透系数Ka＝QatmH’/(T’A(P’1气‑P’2气))。 |
