可攜式多深度滲透係數現場測量裝置的製作方法

2023-07-01 00:38:41 2

本發明涉及一種土工原位試驗裝置，特別涉及一種現場測量滲透係數的裝置。

背景技術：

滲透係數是綜合反應土體滲透能力的一個指標，其數值的正確確定對滲透計算有著非常重要的意義。其數值可以在實驗室內測量得到，也可以在施工現場進行原位測試得到。

公開號為103091229A的專利為現場測試裝置，但由於其結構不夠穩定，封閉效果難以保證，測量結果可能不能達到預期的要求。

公開號為104155229A的專利為可攜式土壤表層原位垂向滲透實驗裝置，但是該裝置結構較為複雜，在操作和攜帶方面均較為複雜。

公開號為103344542A的專利與公開號為103868838A的專利均為室內測試裝置，室內試驗通常採用原位取土、實驗裝填的方法，以擊實等方式使實驗土體接近現場密實度，模擬原位土壤滲透特性，其主要是測試方便、測量手段較為先進，但通過擾動後的土性質總會有點改變，因此獲得的滲透係數會與現場土的滲透係數存在差異。因此所得結果並不能反映土體的真實情況。

技術實現要素：

鑑於現有技術存在的缺陷，本發明提出一種現場測定滲透係數的裝置，其目的在於測量不同深度地層的滲透係數。本裝置操作簡單，易攜帶，功能強且成本低的特點。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種可攜式多深度滲透係數現場測量裝置，包括鋼管主體，其特徵在於：所述的鋼管主體為可伸縮式結構，由前後相互套接的中空鋼管組成；套接在最外側的第一鋼管上設有可拆卸式儀錶盤，所述的儀錶盤內裝有計時器、電流信號轉換器；套接在最內側最末端鋼管為測試管，所述測試管由樁頭與測試管體組成，所述的樁頭與所述測試管體通過螺紋可拆卸連接；所述的測試管體側壁上設有通孔，所述的通孔中設有濾網蓋；所述的鋼管主體內設有水位電流信號收集器，所述的水位電流信號收集器由依次相互串聯的電阻，電源、電源開關，電流表、電流信號收集器、密封水槽通過導線串聯組成，所述的密封水槽設在通孔與樁頭之間；所述的通孔設有導管與密封水槽連通，所述的密封水槽底端設有洩水開關，所述的密封水槽從下到上設置有第一電阻連接點、第二電阻連接點、第三電阻連接點及第四電阻連接點，所述的相鄰的電阻連接點之間電連接著電阻，從下到上依次為第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，所述的第四電阻的另一端與電源電連接；所述的電流信號收集器採集的電流變化信號傳輸給電流信號轉換器，所述的電流信號轉換器將電流變化信號轉換為計時觸發信號觸發計時器同時讀取時間數據。

進一步，所述的電源、電源開關、電流表、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻布置在所述的儀錶盤內。

進一步，所述導線為防水導線。

進一步，相鄰的中空鋼管之間可通過螺紋固定連接。

再進一步，所述的中空鋼管內壁在遠離樁頭端設有鋼管格擋，所述的鋼管格擋為圓環狀，所述的鋼管格擋限制鋼管過度收縮，影響其正常使用。

進一步，所述的密封水槽為塑料材質。

進一步，所述樁頭與測試管體連接處設置止水膠帶。

進一步，所述的第一鋼管端部設有墊塊。

再進一步，利用本發明所述的可攜式多深度滲透係數現場測量裝置測定土壤滲透係數的方法為：

使用時，閉合電源開關，在經過t0時間後，密封水槽中的水位到達第一連接點，電路接通，第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻開始工作，電流表開始有讀數，電流信號轉換器將電流信號收集器傳輸的電流變化信號轉化為計時觸發信號觸發計時器5開始工作。

進一步，隨著密封水槽7中的滲流水增加，密封水槽的水位開始上升,每上升高度h短接一個電阻，電路的電流發生變化，計時器記錄電流發生變化的時間點t1,t2,...,tn，,定義Δt為相鄰兩個時間點之差，密封水槽7的橫截面積為S。

進一步，根據獲取的數據計算滲透係數，可分別得到各階段滲透係數

進一步，計算平均滲透係數

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本發明具有伸縮裝置，不使用時體積佔比小，攜帶方便。

2、本發明操作簡單，大部分的施工人員均可操作，僅需記錄數據，代入公式即可得到滲透係數。

3、本發明為原位試驗實驗裝置，現場測量獲得的土壤滲透係數更具有真實性。

4、本發明可以測量不同深度土的滲流係數，獲得的數據量更大。

5、本發明的製造成本低，具有更強的推廣性。

附圖說明

圖1為裝置整體圖；

圖2為裝置局部圖一；

圖3為裝置展開圖；

圖4為裝置局部圖二；

圖5為裝置局部圖三；

圖6為裝置局部圖四；

圖7為儀器電路連接圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

圖中，1.儀錶盤，2.墊塊，3.電源開關，4.電流表，5.計時器，6.鋼管主體，7.密封水槽，8.通孔，9.濾網蓋，10.樁頭，11.鋼管格擋，12.第一鋼管，13.導線，14.第三電阻，15.電流信號收集器，16.電流信號轉換器，17.第四電阻，18.測試管體，19.第一電阻連接點，20.第二電阻連接點，21.第三電阻連接點，22.第四電阻連接點，23.第一電阻，24.第二電阻。

一種可攜式多深度滲透係數現場測量裝置，包括鋼管主體6，其特徵在於：所述的鋼管主體6為可伸縮式結構，由前後相互套接的中空鋼管組成；套接在最外側的第一鋼管12上設有可拆卸式儀錶盤1，所述的儀錶盤1內裝有計時器5、電流信號轉換器16；套接在最內側最末端鋼管為測試管，所述測試管由樁頭10與測試管體18組成，所述的樁頭10與所述測試管體18通過螺紋可拆卸連接；所述的測試管體18側壁上設有通孔8，所述的通孔8中設有濾網蓋9；所述的鋼管主體6內設有水位電流信號收集器，所述的水位電流信號收集器15由依次相互串聯的電阻，電源、電源開關3、電流表4、電流信號收集器15，密封水槽7通過導線13串聯組成，所述的密封水槽7設在通孔8與樁頭10之間；所述的通孔8設有導管與密封水槽7連通，所述的密封水槽7底端設有洩水開關，所述的密封水槽7從下到上設置有第一電阻連接點19、第二電阻連接點20、第三電阻連接點21及第四電阻連接點22，所述的相鄰的電阻連接點之間電連接著電阻，從下到上依次為第一電阻23、第二電阻24、第三電阻14和第四電阻17，所述的第四電阻17的另一端與電源電連接；所述的電流信號收集器15採集的電流變化信號傳輸給電流信號轉換器16，所述的電流信號轉換器16將電流變化信號轉換為計時觸發信號觸發計時器5同時讀取時間數據。

所述的電源、電源開關3、電流表4、第一電阻23、第二電阻24、第三電阻14和第四電阻17布置在所述的儀錶盤1內。

所述導線23為防水導線。

相鄰的中空鋼管之間可通過螺紋固定連接。

所述的中空鋼管內壁在遠離樁頭10端設有鋼管格擋11，所述的鋼管格擋11為圓環狀。

所述的密封水槽7為塑料材質。

所述樁頭10與測試管體18連接處設置止水膠帶。

所述的第一鋼管12端部設有墊塊2。

設定每相鄰兩個電阻連接點之間的距離為h，密封水槽7的橫截面積為S。

工作時，閉合電源開關3，在經過t0時間後，密封水槽7中的水位到達第一連接點19，電路接通，第一電阻23、第二電阻24、第三電阻14和第四電阻17開始工作，電流表4開始有讀數，電流信號轉換器17將電流信號收集器16傳輸的信號傳到計時器5中，計時器5開始工作。

隨著密封水槽7中的滲流水增加，密封水槽7的水位開始上升,每上升高度h短接一個電阻，電路的電流發生變化，計時器5記錄電流發生變化的時間點t1,t2,...,tn,定義Δt為相鄰兩個時間點之差。

根據獲取的數據計算滲透係數，可分別得到各階段滲透係數

計算平均滲透係數

以上所述實施例僅是為充分說明本發明專利所舉的較佳的實施例，本專利的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本專利的基礎上所作的等同替代或變換，均在本專利的保護範圍之內。本專利的保護範圍以權利要求書為準。