本發(fā)明屬于水土保持及土力學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置及使用方法。
背景技術(shù)：
土體的滲透性是土體的基本工程特性之一，是實(shí)際工程以及進(jìn)行土體試驗(yàn)研究中必須測(cè)定的指標(biāo)之一，土體滲透性涉及到土體在滲流作用下的穩(wěn)定性，黃土地區(qū)水土流失嚴(yán)重，其和土體的滲透性及水穩(wěn)性存在著比較緊密的聯(lián)系。
土體試樣的滲透有豎向、橫向及徑向滲透方式，縱向與橫向的滲透試驗(yàn)方法及設(shè)備相對(duì)成熟，而目前對(duì)于土體在徑向滲流條件下的滲透性及水穩(wěn)性的試驗(yàn)并不成熟，并無(wú)較有針對(duì)性的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)備，已有的試驗(yàn)可控性較差。
因此，如何設(shè)計(jì)一種能夠較為真實(shí)的反應(yīng)土體在徑向滲流情況下滲透性的演變規(guī)律的裝置，是我們需要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置及使用方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒有較有針對(duì)性的試驗(yàn)設(shè)備對(duì)土體在徑向滲流條件下的滲透性及水穩(wěn)性進(jìn)行試驗(yàn)的問題。本發(fā)明可以較為真實(shí)的反應(yīng)土體在徑向滲流情況下滲透性的演變規(guī)律。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置，包括柱狀外殼，柱狀外殼的頂部設(shè)有頂蓋，頂蓋的中部設(shè)有通孔，通孔內(nèi)安裝有能夠沿通孔上下移動(dòng)的進(jìn)水室，進(jìn)水室的上部與進(jìn)水口連通。
還包括柱狀透水網(wǎng)，柱狀透水網(wǎng)的上端與頂蓋的內(nèi)壁接觸或連接，柱狀透水網(wǎng)的下端與柱狀外殼的底部?jī)?nèi)壁連接，進(jìn)水室位于柱狀透水網(wǎng)內(nèi)。
柱狀透水網(wǎng)與柱狀外殼之間用于放置圓柱形空心土體試樣，圓柱形空心土體試樣與柱狀外殼之間設(shè)有環(huán)狀透水石；柱狀外殼底部設(shè)有出水通道，環(huán)狀透水石的底端與出水通道連通，出水通道與出水口連通。
更進(jìn)一步地，本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：
還包括加壓夾，加壓夾的上部與頂蓋的上部連接，加壓夾的下部與柱狀外殼的下部連接，加壓夾的上部與頂蓋之間設(shè)有旋緊螺絲。
進(jìn)水室與頂蓋的通孔之間設(shè)有橡膠墊圈。
頂蓋的內(nèi)壁設(shè)有橡膠防水墊片。
柱狀外殼的底部?jī)?nèi)壁設(shè)有提供柱狀透水網(wǎng)嵌入的槽口。
進(jìn)水口與加壓水源或無(wú)壓水源連通。
進(jìn)水室的側(cè)壁上設(shè)有刻度。
進(jìn)水口和出水口處均設(shè)有止水閥。
進(jìn)水室采用透明的鋼化玻璃材質(zhì)，柱狀外殼和頂蓋均采用高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，柱狀透水網(wǎng)為鋼網(wǎng)。
本發(fā)明還提供了一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置的使用方法，打開進(jìn)水口和出水口的開閉閥門；流體從進(jìn)水口進(jìn)入進(jìn)水室，然后透過(guò)柱狀透水網(wǎng)流經(jīng)圓柱形空心土體試樣，最后通過(guò)環(huán)狀透水石排到柱狀外殼底部的排水通道中；試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉開閉閥門。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
本發(fā)明提供的一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置及使用方法，流體從頂部進(jìn)水口進(jìn)入進(jìn)水室，然后透過(guò)柱狀透水網(wǎng)流經(jīng)土體試樣，最后通過(guò)環(huán)狀透水石將土體中的滲流從其徑向排到柱狀外殼底部的排水通道中，能夠較為真實(shí)的反應(yīng)土體在徑向滲流情況下滲透性的演變規(guī)律。占地較小，能在土體滲透試驗(yàn)過(guò)程中方便靈活的使用，可以有效的提高試驗(yàn)效率，增強(qiáng)試驗(yàn)的可控制性，并達(dá)到節(jié)約資源的目的。此外本發(fā)明原理簡(jiǎn)單易懂，操作方便安全，具有良好的使用和推廣價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、進(jìn)水室；11、進(jìn)水口；2、橡膠墊圈；3、橡膠防水墊片；4、環(huán)狀透水石；5、出水口；6、柱狀透水網(wǎng)；7、柱狀外殼；8、出水通道；9、加壓夾；10、旋緊螺絲。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
參見圖1，本發(fā)明提供了一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置，包括柱狀外殼7，柱狀外殼7的頂部設(shè)有頂蓋，頂蓋的中部設(shè)有通孔，通孔內(nèi)安裝有能夠沿通孔上下移動(dòng)的進(jìn)水室1，進(jìn)水室1的上部與進(jìn)水口11連通。還包括柱狀透水網(wǎng)6，柱狀透水網(wǎng)6的上端與頂蓋的內(nèi)壁接觸或連接，柱狀透水網(wǎng)6的下端與柱狀外殼7的底部?jī)?nèi)壁連接，進(jìn)水室1位于柱狀透水網(wǎng)6內(nèi)。柱狀透水網(wǎng)6與柱狀外殼7之間用于放置圓柱形空心土體試樣，圓柱形空心土體試樣與柱狀外殼7之間設(shè)有環(huán)狀透水石4；柱狀外殼7底部設(shè)有出水通道8，環(huán)狀透水石4的底端與出水通道8連通，出水通道8與出水口5連通。
示例地，柱狀外殼7為高強(qiáng)度不銹鋼材料制成，保證在整個(gè)過(guò)程中不發(fā)生變形，是本發(fā)明的主體組成部分，底部留有可供滲出水體流出的出水通道8，中間留有可供柱狀透水網(wǎng)6嵌入的槽口。
環(huán)狀透水石4用于將土體中的滲流從其徑向排到底座的排水通道中，其本身截面為封閉圓環(huán)狀，環(huán)狀透水石4的外徑與柱狀外殼7的內(nèi)徑相同，環(huán)狀透水石4的內(nèi)徑同土體試樣的外徑相同，從而保證土體試樣、環(huán)狀透水石4、柱狀外殼7三者的吻合。
柱狀透水網(wǎng)6用于隔開進(jìn)水室1和土體試樣，其外徑剛好與土體試樣內(nèi)徑相同，鋼網(wǎng)本身應(yīng)該具有較強(qiáng)的抗變形能力，從而保證土體在滲透過(guò)程中不受到破壞，不發(fā)生較大變形，柱狀透水網(wǎng)6剛好與底座預(yù)留的槽口吻合。
橡膠防水墊片3用于防止在滲透過(guò)程中，流體從頂蓋溢出，因此將其布置于頂蓋之下，在頂蓋試壓后，從而起到密封作用。
橡膠墊圈2設(shè)置于頂蓋預(yù)留的通孔璧上，主要起到隔水密封的作用，剛好可將進(jìn)水室1放入其中，使得在試驗(yàn)進(jìn)行中，水體不從頂蓋滲出或溢出。
進(jìn)水室1設(shè)置于柱狀透水網(wǎng)6的內(nèi)部，其可根據(jù)需要上下移動(dòng)，本身為透明的鋼化玻璃制成，其上設(shè)置刻度，可觀察內(nèi)部水量的變化情況；
進(jìn)水口11設(shè)置于進(jìn)水室1上方，可連接至有壓或無(wú)壓的水源為進(jìn)水室1提供水源，其上設(shè)置開閉閥門。
頂蓋為中部預(yù)留通孔的不銹鋼材料制成的實(shí)心頂蓋，用于將本裝置內(nèi)部與外界隔離并起到隔水作用；
加壓夾9主要用于給頂蓋施加豎向壓力，由不銹鋼制成，上面設(shè)置旋緊螺絲10，在裝樣結(jié)束后，安裝加壓夾9并緊固旋緊螺絲10起到加壓作用，從而保證整個(gè)體系的密封性。
出水口5位于底端，用于收集并測(cè)量滲透出的水量，其上設(shè)置開閉閥門。
本發(fā)明還提供了一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置的使用方法，打開進(jìn)水口11和出水口5的開閉閥門；流體從進(jìn)水口11進(jìn)入進(jìn)水室1，然后透過(guò)柱狀透水網(wǎng)6流經(jīng)圓柱形空心土體試樣，最后通過(guò)環(huán)狀透水石4排到柱狀外殼7底部的排水通道中；試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉開閉閥門。
本發(fā)明提供的一種用于圓柱空心土樣徑向滲透實(shí)驗(yàn)的裝置及使用方法，能夠較為真實(shí)的反應(yīng)土體在徑向滲流情況下滲透性的演變規(guī)律。占地較小，能在土體滲透試驗(yàn)過(guò)程中方便靈活的使用，可以有效的提高試驗(yàn)效率，增強(qiáng)試驗(yàn)的可控制性，并達(dá)到節(jié)約資源的目的。此外本發(fā)明原理簡(jiǎn)單易懂，操作方便安全，具有良好的使用和推廣價(jià)值。