快速测定低渗透土壤渗透系数的试验装置及试验方法与流程

1.一种快速测定低渗透土壤渗透系数的试验装置，其特征在于，包括第一机械加载单元、第二机械加载单元、装样单元和渗透供液单元；所述装样单元设置于所述第一机械加载单元内，并且适于盛放试样（12）；所述第一机械加载单元适于向所述装样单元施加竖向加载应力，而使所述试样（12）固结压缩；所述渗透供液单元与所述装样单元连接，并且包括适于盛放渗透液的供液容器（24）、以及设置于所述供液容器（24）内并且位于所述渗透液上方的活塞（25）；所述第二机械加载单元适于向所述活塞（25）施加高水平的竖向加载应力，以推动所述活塞（25）挤压所述供液容器（24）中的渗透液稳定渗入所述试样（12）中。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述第一机械加载单元包括第一平台（1）、第一竖向加载传力框架（2）和第一t型螺纹钉（3）；所述第一竖向加载传力框架（2）设置在所述第一平台（1）的上方，用于传递竖向加载应力；所述第一t型螺纹钉（3）向下螺旋穿过所述第一竖向加载传力框架（2）的正中心，用于将竖向加载应力集中传递给所述装样单元；所述第二机械加载单元包括第二平台（32）、第二竖向加载传力框架（33）和第二t型螺纹钉（34）；所述第二竖向加载传力框架（33）设置在所述第二平台（32）的上方，用于传递竖向加载应力；所述第二t型螺纹钉（34）向下螺旋穿过所述第二竖向加载传力框架（33）的正中心，用于将竖向加载应力集中传递给所述活塞（25）。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述装样单元包括底盘（4）、固定杆（10）、固定顶环（13）和环刀（11）；所述底盘（4）设置于所述第一平台（1）；所述固定杆（10）的底端安装于所述底盘（4）上、其顶端安装所述固定顶环（13）；所述环刀（11）设置于所述固定顶环（14）和所述底盘（4）之间，其内部适于盛放所述试样（12）；所述试样（12）的下方和上方还分别设置有第一透水石（9）和第二透水石（15）；所述第二透水石（15）的上方设置有承压顶盖（16）；所述承压顶盖（16）设置有第一t型螺纹钉凹槽（1601），以便于承接所述第一t型螺纹钉（3），并将来自所述第一t型螺纹钉（3）的竖向加载应力集中向下传递给所述试样（12）。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述底盘（4）还设置有与所述第一透水石（9）连接的上游排气通道（8）；所述上游排气通道（8）安装有上游排气控制阀（6）；所述上游排气控制阀（6）适于控制所述上游排气通道（8）打开或关闭，以使所述上游排气通道（8）外接大气或隔绝大气；所述承压顶盖（16）还设置有下游排气通道（18）；所述下游排气通道（18）安装有下游排气控制阀（20）；所述下游排气通道（18）上下贯穿所述承压顶盖（16）；所述下游排气控制阀（20）适于控制所述下游排气通道（18）打开或关闭，以使所述下游排气通道（18）外接大气或隔绝大气。

5.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述底盘（4）还设置有与所述第一透水石（9）连接的上游进水通道（7）；所述上游进水通道（7）安装有上游进水控制阀（5）；所述上游进水通道（7）与所述渗透供液单元连接，用以接收渗透液；所述上游进水控制阀（5）则适于控制所述上游进水通道（7）打开或关闭；所述承压顶盖（16）上还设置有下游出水通道（17）；所述下游出水通道（17）安装有下游出水控制阀（19）；所述下游出水通道（17）上下贯穿承所述压顶盖（16），并且外接集液杯（21）以通过所述集液杯（21）接收渗出液并量化其体积；所述下游出水控制阀（19）适于控制所述下游出水通道（17）打开或关闭。

6.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述供液容器（24）放置在所述第二平台（32）上，并且适于盛放无气水（27）作为所述渗透液；所述活塞（25）设置有第二t型螺纹钉凹槽（2501），以便承接所述第二t型螺纹钉（34）而将竖向加载应力集中向下传递给所述无气水（27）。

7.根据权利要求6所述的试验装置，其特征在于，所述活塞（25）的周圈还设置有密封圈（26），以保证所述活塞（25）与所述供液容器（24）之间的绝对密封性。

8.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述密封圈（26）设置有两个，两个所述密封圈（26）上下均匀布置在所述活塞（25）的外周；和/或所述密封圈（26）涂覆有凡士林。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的试验装置，其特征在于，还包括检测单元，用于监测所述试样（12）的竖向位移。

10.一种快速测定低渗透土壤渗透系数的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：