一种全自动水泥基固化土抗渗试验仪的制作方法

本技术涉及水泥基固化土试验检测，特别是涉及一种全自动水泥基固化土抗渗试验仪。

背景技术：

1、水泥基固化土是以水泥作为固化剂，通过机械深层搅拌，将水泥等材料与地基土拌合，水泥水化后形成整体性、水稳定性和一定强度的增强体称为水泥基固化土。水泥基固化土可用于复合地基处理、堤坝防渗、基坑支护等方面，因其施工工期短，可加固深度大，处理效果好等特点，广泛用于水运工程、水利水电工程、工民建、铁路工程等领域。水运工程中水泥基固化土多用于止水帷幕，其对水泥基固化土的抗渗性能有更严格的要求，一般渗透系数要求小于10-6cm/s。

2、对于水泥基固化土渗透试验，目前主要依据《水泥土配合比设计规程》(jgj/t233)附录b.5执行。室内渗透试验试件为截头圆锥形，标准尺寸为上口径70mm、下口径80mm、高度40mm，试件可按标准尺寸成型；但对于工程现场钻孔取芯圆柱形试件，由于水泥、掺入料等掺入比例不同以及施工控制等原因，造成试件中水泥、掺入料、土等搅拌不均匀，性能差异很大，且圆柱形试件直径与现场取芯使用的钻具有关，故无法加工成标准尺寸试件，此类情况规范中也没有明确规定。

3、根据相关标准，对于有防渗要求的工程，渗透试验可参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(jgj/t 70)执行，仪器采用砂浆渗透仪，因水泥基固化土与砂浆性状差异较大且芯样试件难以实现再加工，故试验设备无法满足水泥基固化土室内和现场取芯试验要求。

4、此外，标准对渗透试验压力控制系统的要求为“第一级压力宜为0.02mpa，加压等级宜为0.02mpa、0.04mpa、0.06mpa、0.08mpa、0.1mpa，以后应以0.1mpa的加压幅度递增，每级渗透压力恒压时间为1h”。目前现有的设备均以柱塞泵作为压力源，柱塞泵一个满行程压力变量远大于0.02mpa，无法实现0.02mpa幅值控压，不满足标准要求。

5、经查阅相关资料，目前与本实用新型类似的有《一种测定水泥土渗透系数的装置及方法》(专利申请号201510272164.4)、《一种水泥土渗透系数测试仪》(专利申请号201621311392.4)和《一种全自动水泥土圆柱体试样渗透系数测试仪》(专利申请号201521111040.x)。

6、公开号为cn104849193a的专利中公开了一种测定水泥土渗透系数的装置及方法，该方案存在以下不足：

7、采用橡胶模密封试件，难以标准化，不符合标准要求；

8、无加压系统，不符合标准要求；

9、每次只能对一个试件进行试验，无法批量试验，不利于试验结果评价。

10、公开号为cn206223619u的专利中公开了一种水泥土渗透系数测试仪，，该方案存在以下不足：

11、一组试件加压、恒压系统共用一套，针对于现场取芯试件，即使同一取芯孔，不同高度的水泥土试样差异性较大，很难实现同一压力渗透，故压力系统不合理；

12、压力泵采用传统柱塞泵，其精度低，难以达到所需精度；

13、测量筒容积小，且高度高于试件上表面，渗水量测量方法不合理。

14、公开号为cn205262924u的专利中公开了一种全自动水泥土圆柱体试样渗透系数测试仪，该方案存在以下不足：

15、(1)渗透试验仓采用橡胶模密封试件，无固定尺寸金属渗透试模，不利于标准化，不符合标准要求；

16、(2)渗透液通过较长管道流出再利用传感器测量渗量从而计算渗透系数，由于渗透水量较少，易在导管壁残留且在导管中流速慢，相应时间的渗水量数据影响试验结果；

17、(3)提供可变温度的渗透液，使装置更复杂且增加了加工成本费用，无法推广应用。

18、因此，本实用新型提供了一种全自动水泥基固化土抗渗试验仪。既可用于水泥基固化土室内标准尺寸成型试验，也可用于现场取芯试件的渗透试验，具有结构合理、操作简单、单独控压及恒压保持等特点。解决了渗透试验加压过程不满足标准要求和工程现场钻孔取芯获得的不同直径圆柱形试件的渗透试验等问题，使取得的试验数据更能反映水泥基固化土室内配合比设计要求和工程实体质量情况，填补了行业空白。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本实用新型提供一种全自动水泥基固化土抗渗试验仪，能够测定水泥基固化土室内标准成型试件及现场取芯试件的渗透系数。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供一种全自动水泥基固化土抗渗试验仪，包括箱体、工作台、试模、控制系统、渗水量测定系统和供压系统；所述箱体顶部一侧设置有所述工作台，所述工作台上设置有三个所述试模，所述试模用于对试件进行定位；所述供压系统用于向所述试件施加压力；所述渗水量测定系统与所述试模相连通，所述渗水量测定系统用于测量渗水量；所述供压系统与所述控制系统电控连接。

4、可选的，所述供压系统包括供水水箱、压力泵、储水罐、压力传感器、加压阀、和泄压阀；所述压力泵的进水端与所述供水水箱相连通，所述压力泵的出水端与所述储水罐相连通；所述储水罐的出水端与所述加压阀通过压力金属管相连通，所述试件底部与所述加压阀之间通过所述压力金属管相连通；所述供水水箱与所述泄压阀通过所述压力金属管相连通。

5、可选的，所述储水罐上设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制线与所述控制系统电控连接。

6、可选的，所述压力泵采用输出压力为0.01mpa～2.0mpa的气动隔膜泵。

7、可选的，用于室内成型试件时，所述试模为截头圆台形试模，所述截头圆台形试模上部内径为70mm，下部内径为80mm，高度为40mm。

8、可选的，用于现场取芯试件时，所述试模为内变径圆柱形试模，所述内变径圆柱形试模高度为40mm。

9、可选的，所述试模距顶端1.5mm处设置有渗流出水口。

10、可选的，所述渗水量测定系统包括封口滴管和连接软管，所述封口滴管通过所述连接软管与所述试模上的渗流出水口相连通。

11、可选的，所述控制系统包括控制模块、总电源开关和操作屏；所述箱体顶部另一侧设置有高台，所述高台的前侧面上设置有所述操作屏，所述操作屏的一侧设置有所述总电源开关；所述控制模块设置于所述箱体内部，所述总电源开关、所述操作屏、所述供压系统均与所述控制模块电控连接；所述控制模块上设置有通讯接口，所述通讯接口用于与外部设备交换数据。

12、可选的，所述箱体顶部设置有三个模座，所述模座上表面设置有密封槽，所述密封槽内设置有橡胶密封圈；所述模座中部沿轴向设置有贯通的进水口，所述模座上表面位于所述进水口周围设置有容纳槽，所述容纳槽内设置有透水石。

13、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、(1)单次可实现1组(3个试样)同步试验，有效降低试验误差，符合标准要求；

15、(2)本实用新型供压源采用小功率气动隔膜泵，其控压精度高、压力输出稳定性好，可满足标准增压幅值0.02mpa的要求；

16、(3)采用3套独立控压系统，实现独立控压，可确保同组试件均能准确测得渗透压力，能达到试验目的；

17、(4)渗透试模可根据试样类别进行更换，即满足室内配合比试件试验要求又可满足取芯试件试验要求。

18、(5)现场取芯试件试模采用变径设计，实现物理限位，防止试件在试验压力下脱出渗透试模；

19、(6)渗透试模采用固定尺寸的试模，实现标准化；

20、(7)渗水量测量采用50ml封底滴定管，容积大、精度高，且渗流路径符合流体力学原理，可准确测得渗流量；

21、(8)箱体底部四角设有带刹车橡胶静音角轮，便于设备移动及后期检修；

22、(9)实现数据实时存储且便于导出；

23、(10)依据水泥基固化土渗透试验数据，可准确得到水泥基固化土渗透系数。