【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于渗透系数测定，尤其涉及渗透系数串联式间接测定装置及方法。
技术介绍
1、渗透系数的测定是水文地质勘探和岩土学科科研中必须要测定的关键参数，其测定需便捷、规范和稳定。传统渗透测试方法需同时测定流量和水头差，直接套用达西定律公式测定待测试样渗透系数，需保证水头恒定，操作不便，且有累积误差增多的风险。
2、具体的，现有常水头渗透仪在测定时，需要3人同时操作才能实现渗透系数测定，3人分别负责：控制水头恒定、观测水头数据、记录测量时间段内的流量并计时。
3、因此，现有技术方案存在待测参量过多(渗水量、水头差、时间)、测试不便(控制水头)、参与人员多(至少3人)、部分装置的结构过于复杂的不足。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了渗透系数串联式间接测定装置及方法，基于渗阻视角，进行渗透系数的间接测定，将渗流试件视为阻碍渗流流动的元件，将其置于存在水头差的系统中，类比电阻值测定的伏阻法，提出新的渗透系数间接测试思路。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了渗透系数串联式间接测定装置。
4、渗透系数串联式间接测定装置，包括测试架，所述测试架顶部设置有供压器，所述供压器底部依次设置有第一渗阻元件和第二渗阻元件，所述第一渗阻元件和第二渗阻元件为串联连接，所述第二渗阻元件的底部设置有阀门；所述第一渗阻元件的顶部和底部分别设置有一号渗压管和二号渗压管
5、可选的，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件之间均为螺纹连接。
6、可选的，所述供压器内部设置有容纳空腔。
7、可选的，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件的底部均设置有凸起，所述凸起外部设置有外螺纹；所述第一渗阻元件和第二渗阻元件的顶部均设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有内螺纹；所述内螺纹和外螺纹相适配。
8、可选的，所述第一渗阻元件和第二渗阻元件的底部均设置有滤网，侧壁的顶部和底部均留有测压管连接口。
9、可选的，第二渗阻元件的底部的阀门为球阀。
10、可选的，所述测试架包括底盘和倒l型支架，所述底盘和倒l型支架固定连接，所述供压器设置于倒l型支架顶部。
11、本专利技术第二方面提供了渗透系数串联式间接测定方法。
12、渗透系数串联式间接测定方法，包括以下步骤：
13、设定第二渗阻元件为待测渗阻元件；
14、制样：准备待测试样；
15、安装待测试样：将待测试样装进第二渗阻元件中，旋紧底部阀门，安装所有元件，形成渗透系数串联式间接测定装置；
16、加水：从供压器上方开口处注入充足的水，并保持加水速度大致恒定；
17、观测水头差，记录一号渗压管、二号渗压管、三号渗压管的刻度；
18、计算待测试样的渗透系数：
19、
20、其中，k2为第二渗阻元件的渗透系数；k1为第一渗阻元件内介质的渗透系数，为已知；l1为第一渗阻元件的渗透长度；l2为第二渗阻元件的渗透长度；a1为第一渗阻元件的横截面积；a2为第二渗阻元件的横截面积；δh1为一号渗压管、二号渗压管高度之差；δh2为二号渗压管、三号渗压管高度之差。
21、可选的，还包括：
22、换用不同的标定渗阻元件重复测定，剔除异常值，求取第二渗阻元件渗透系数的平均值。
23、可选的，在观测水头差之前，还包括：
24、开启阀门，向供压器施加足够水头，待出流稳定后，再记录一号渗压管、二号渗压管、三号渗压管的刻度，测定水头差值。
25、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
26、1、本专利技术提供了一种渗透系数串联式间接测定装置及方法，可根据单个测试量(水头差)，快速的进行渗透系数测试，减少了误差来源，测试精度较高，同时测试简便，1～2人即可完成一组测试。
27、2、本专利技术可改用不同数量级的标定元件，进行多次测量，有利于验证测试准确性。
28、3、本专利技术为可拆卸式装置，各部件整体结构简单，便于组装和拆卸，提高了安装和测试的效率。
29、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，包括测试架，所述测试架顶部设置有供压器，所述供压器底部依次设置有第一渗阻元件和第二渗阻元件，所述第一渗阻元件和第二渗阻元件为串联连接，所述第二渗阻元件的底部设置有阀门；所述第一渗阻元件的顶部和底部分别设置有一号渗压管和二号渗压管，所述第二渗阻元件的底部设置有三号渗压管；所述第一渗阻元件和第二渗阻元件的其中一个为标定渗阻元件，另一个为待测渗阻元件。
2.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件之间均为螺纹连接。
3.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器内部设置有容纳空腔。
4.如权利要求2所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件的底部均设置有凸起，所述凸起外部设置有外螺纹；所述第一渗阻元件和第二渗阻元件的顶部均设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有内螺纹；所述内螺纹和外螺纹相适配。
5.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述第一渗阻元件和第二渗
6.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，第二渗阻元件的底部的阀门为球阀。
7.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述测试架包括底盘和倒L型支架，所述底盘和倒L型支架固定连接，所述供压器设置于倒L型支架顶部。
8.渗透系数串联式间接测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的渗透系数串联式间接测定方法，其特征在于，还包括：
10.如权利要求8所述的渗透系数串联式间接测定方法，其特征在于，在观测水头差之前，还包括：
...【技术特征摘要】
1.渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，包括测试架，所述测试架顶部设置有供压器，所述供压器底部依次设置有第一渗阻元件和第二渗阻元件，所述第一渗阻元件和第二渗阻元件为串联连接，所述第二渗阻元件的底部设置有阀门；所述第一渗阻元件的顶部和底部分别设置有一号渗压管和二号渗压管，所述第二渗阻元件的底部设置有三号渗压管；所述第一渗阻元件和第二渗阻元件的其中一个为标定渗阻元件，另一个为待测渗阻元件。
2.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件之间均为螺纹连接。
3.如权利要求1所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器内部设置有容纳空腔。
4.如权利要求2所述的渗透系数串联式间接测定装置，其特征在于，所述供压器、第一渗阻元件和第二渗阻元件的底部均设置有凸起，所述凸起外部设置有外螺纹；所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李术才，卜凡林，许振浩，潘东东，赵晟喆，王志洋，亢金涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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