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一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置.pdf

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一种 测量 障碍 材料 进气值 渗透 系数 一体化 装置
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摘要
申请专利号:

CN201610838237.6

申请日:

2016.09.22

公开号:

CN106483055A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 15/08申请日:20160922|||公开
IPC分类号: G01N15/08; G01L7/18 主分类号: G01N15/08
申请人: 绍?#23435;?#29702;学院
发明人: 胡云进; 郜会彩; 钟振; 杜时贵; 黄曼; 雍睿
地址: 312000 浙江省绍兴?#24615;?#22478;区环城西路508号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 绍兴?#24615;?#20852;专利事务所(普通合伙) 33220 代理人: 蒋卫东
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610838237.6

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,包括相互连接的玻璃测压管和橡皮软管,玻璃测压管和橡皮软管安装在木板上,木板设有刻度,橡皮软管的端部通过进水管与有机玻璃试样盒连接,有机玻璃试样盒内设有试样,且有机玻璃试样盒的两侧分别连接有排水管和出水管,排水管位于进水管的上方,出水管连接有量?#29627;?#26412;发明结构简单、操作简便、测量快捷,可通过试样盒上排水管管夹的开和关来方便进行毛细障碍材料进气值和渗透系数的测量,解决了传统上需要两套不同装置分别测量材料进气值和渗透系数所带来的费时、繁琐、不经济等问题。

权利要求书

1.一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在于:包括相互连
接的玻璃测压管和橡皮软管,所述的玻璃测压管和橡皮软管安装在木板上,所述的木板设
有刻度,所述橡皮软管的端部通过进水管与有机玻璃试样盒连接,所述有机玻璃试样盒内
设有试样,且有机玻璃试样盒的两侧分别连接有排水管和出水管,所述的排水管位于进水
管的上方,所述的出水管连接有量筒。
2.根据权利要求1所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:所述的排水管上安装有管夹。
3.根据权利要求1所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:所述试样与有机玻璃试样盒之间涂抹有?#36153;?#26641;脂。
4.根据权利要求1所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:还包括试验台架,所述的有机玻璃试样盒和量筒均放置在试验台架上。
5.根据权利要求4所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:所述试验台架的高度为2.5m。
6.根据权利要求1所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:所述玻璃测压管的内径为1cm。
7.根据权利要求1所述测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,其特征在
于:所述木板的刻度精确到1mm。

说明书

一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置

技术领域

本发明属于岩土体非饱和渗流和多相流的试验领域,尤其是涉及一种测量毛细障
碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,可同时测定材料的进气值和渗透系数。

背景技术

在水利水电、石油二次开采以及核废料深埋处置等工程领域中存在许多裂隙岩体
非饱和渗流或多相流问题。研究裂隙岩体非饱和渗流或多相流的关键参数是岩体裂隙毛细
压力~饱和度、相对渗透率~饱和度(或毛细压力)的函数关系。这些关系必须通过试验来建
立,而毛细障碍栅是测定上述关系的驱替试验和非饱和渗流试验中的一个关键部件。若所
选毛细障碍栅材料进气值过低,则不能保证在试验所采用的毛细压力范围内阻止非湿润相
穿过它的流动,从而导致试验失败;若所选毛细障碍栅材料渗透系数过小,则会加大达到平
衡所需的时间,从而延长了整个试验时间。故需选择合适的材料和配比,?#26500;?#36896;的毛细障碍
栅有?#32454;?#30340;进气值和良好的导水性,才能保证驱替试验或非饱和渗流试验的顺利进行。

为选取合适的毛细障碍栅材料,需对各种备选材料的进气值和渗透系数进行测
定。目前对毛细障碍材料的进气值和渗透系数均是分开测量的,即在不同的仪器设备上分
别进行,不仅造成浪费而且测量比较繁琐。如:渗透系数通常在渗透仪上采用常水头渗透试
验来测定,既费时?#21482;?#22240;水分蒸发等影响测量精度,尤其是对渗透系数较小的材料。进气值
的测定一般是用“吹气?#20445;?#26045;加正压)或“抽气?#20445;?#26045;加负压)试验来测量;用“吹气”或“抽气”法
测定进气值不仅需要的设备多(如需要稳压气源或真空泵,气压表以及量测排水量的精密
仪器等),而且操作也不方便。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题,本发明提供了一种测量毛细障碍材料进气值和渗
透系数的一体化装置,解决了上述费时、繁琐、不经济等问题,该一体化装置可同时测量材
料的进气值和渗透系数。由于采用变水头渗透试验测量渗透系数,因此方便快捷,尤其是对
渗透系数较小的材料。由于通过移动测压管的位置来?#26723;?#27611;细障碍材料中的孔?#31471;?#21387;力来
测量进气值,所需设备少,简单易行。

为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实?#20540;模?br />

一种测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,包括相互连接的玻璃测压管
和橡皮软管,所述的玻璃测压管和橡皮软管安装在木板上,所述的木板设有刻度,所述橡皮
软管的端部通过进水管与有机玻璃试样盒连接,所述有机玻璃试样盒内设有试样,且有机
玻璃试样盒的两侧分别连接有排水管和出水管,所述的排水管位于进水管的上方,所述的
出水管连接有量?#29627;?#36890;过出水管的溢流水收集到量筒中。

所述的排水管上安装有管夹,通过管夹的开和关进行毛细障碍材料进气值和渗透
系数的测量,很好地实现了一体化。

所述试样与有机玻璃试样盒之间涂抹有?#36153;?#26641;脂,用于止水止气。

还包括试验台架,所述的有机玻璃试样盒和量筒均放置在试验台架上。

所述试验台架的高度为2.5m。

所述玻璃测压管的内径为1cm。

所述木板的刻度精确到1mm。

本发明的有益效果如下:

本发明测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置,结构简单、操作简便、测量
快捷,一套装置上能同时测得毛细障碍材料的渗透系数和进气值,解决了传统上需要两套
不同装置分别测量材料进气值和渗透系数所带来的费时、繁琐、不经济等不足。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

其中,1为玻璃测压管、2为木板、3为橡皮软管、4为进水管、5为排水管、6为管夹、7为有
机玻璃试样盒、8为量筒、9为出水管、10为试样台架。

具体实施方式

如图1所示,本发明测量毛细障碍材料进气值和渗透系数的一体化装置具有1cm内
径的玻璃测压管1,玻璃测压管1与橡皮软管3连接并装附在精确到1mm刻尺的木板2上,橡皮
软管3另一端与有机玻璃试样盒7的进水管4相接;有机玻璃试样盒7右上部设有排水管5,通
过排水管5的管夹6的开和关来进行不同参数的测量,有机玻璃试样盒7左顶部设有出水管
9,通过出水管9的溢流水收集到量筒8中;试样11装在有机玻璃试样盒7中,试样11与有机玻
璃试样盒7之间涂抹?#36153;?#26641;脂,用于止水止气;有机玻璃试样盒7和量筒8等放置在2.5m高的
试验台架10上。

使用时,按图1组装好一体化装置后,将圆柱体状的毛细障碍材料试样11装在有机
玻璃试样盒7中,试样11周边涂抹?#36153;?#26641;脂以防漏水漏气。先测量试样的渗透系数,步骤如
下:关闭排水管5的管夹6,通过玻璃测压管1注水让试样11逐渐饱和,直至出水管9溢流半小
时无气泡排出;然后开?#25216;?#26102;,同时测记起始水头h1,经过时间t后,再测记终止水头h2(每次
试验的起始和终止水头差应大于10cm),如此连续测记6?#25105;?#19978;后,试验终止;按变水头试验
渗透系数计算公式计算出每次的渗透系数值,取平均值作为该试样的渗透系数。

测完渗透系数后再测量试样的进气值,步骤如下:打开排水管5的管夹6,排干试样
11上部的水分,使试样11上表面与大气相接触;先?#26723;?#29627;璃测压管1位置,使玻璃测压管1中
的水面与试样11中面齐平,并记下玻璃测压管1水面位置对应的刻度;固定玻璃测压管130
?#31181;櫻?#35266;测其水面位置变化,检测试样11与有机玻璃试样盒7壁间止气可靠后,开始以10cm
的步长逐步?#26723;?#29627;璃测压管1,每下降一步,固定玻璃测压管1至少15min,并观察其水面位
置的变化(无变化继续试验,反之终止试验),当玻璃测压管1中水面低于试样11中面1.5m
后,水面位置仍无明显变化时,再以5cm的步长?#26723;?#29627;璃测压管1,同上,每下降一步固定玻
璃测压管1至少15min,同时观察其水面位置的变化;一旦玻璃测压管1中水面开?#25216;本?#19978;
升,就停止试验,取此前一步玻璃测压管1中水面与试样11中面的高?#30591;?#20316;为该试样11的进
气值。

本发明结构简单、操作简便、测量快捷,可通过有机玻璃试样盒7上排水管5的管夹
6的开和关来方便进行毛细障碍材料进气值和渗透系数的测量,解决了传统上需要两套不
同装置分别测量材料进气值和渗透系数所带来的费时、繁琐、不经济等问题。

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