一种粘性土样品的制备方法及其渗透性测试方法

本发明属于土壤检测，尤其涉及一种粘性土样品的制备方法及其渗透性测试方法。

背景技术：

1、世界广泛分布的冲积、湖积平原区的地下含水层系统往往呈现砂层和粘性土层的互层结构特征。平原区往往是人口分布密集区，由于地下水大量开采和人类生产活动，引起的地面沉降和地下水污染等环境负效应问题与粘性土的分布特征和渗透性关系密切。另外，粘性土由于具有较低的渗透性能，也被广泛应用于核废料地质处置库的防护层和垃圾填埋场的防渗层。粘性土的渗透性对于以上环境和工程安全问题均具有重要意义，渗透系数是反映土体渗透能力的关键指标，其数值的准确性对于广大平原区地下水开发中的地面沉降、污染物迁移、水量均衡评估、水质演化等水环境问题，以及核废料处置与垃圾场污染物泄漏防控等工程安全问题均具有重要意义。

2、粘性土由于渗透性低，野外现场测定其渗透系数是非常困难的，因此，当前对于粘性土渗透系数的测定主要是通过室内实验来测定的。对于传统的粘性土渗透实验，在实验样品制备时，首先需要准备一块大尺寸的土壤样品，该样品可以是采自野外的原状土样，也可以在室内利用土样制样机制作，然后用渗透实验夹持器中的环刀压入制备的大尺寸土壤样品中，并人工削掉环刀两端多余的土，将两端断面平整后，再将装有实验土样的环刀连接到渗透实验系统中，进行渗透性测试实验。上述方式的问题是：1、环刀压入过程中，由于环刀受力的不均匀性会造成环刀内部的土壤样品与环刀内壁之间形成缝隙；2、环刀进行两端的刮削和平整过程容易对土壤造成损伤。这两点都将影响实验的结果。为此我们提出一种粘性土样品的制备方法及其渗透性测试方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种粘性土样品的制备方法及其渗透性测试方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种粘性土样品的制备方法，制备方法基于制备装置，所述制备装置包括：

4、夹持器；

5、压实铁块，用于压实夹持器内的土壤，所述压实铁块的侧壁刻有刻度；

6、空心堵头，装入夹持器上端；

7、实心堵头，用于封住夹持器下端面；

8、环形密封胶圈；

9、透水石；

10、进水堵头和出水堵头，所述进水堵头和出水堵头的侧壁均固定有两个环形密封胶圈；所述进水堵头和出水堵头的内端面均刻有均匀分布的环形导水槽；所述夹持器一端依次装有透水石和进水堵头，另一端依次装有透水石和出水堵头；

11、所述制备方法包括以下步骤：

12、用实心堵头封住夹持器下端面，夹持器上端装入空心堵头；

13、将称量好的土壤填充进夹持器，使用压实铁块将填充的土壤压实至预设的样品高度；

14、土壤样品装填完成后，取下空心堵头和实心堵头，然后在夹持器一端依次装入透水石和进水堵头，在夹持器另一端依次装入透水石和出水堵头。

15、一种根据上述所述的制备方法制得的粘性土样品。

16、一种根据上述所述的粘性土样品的渗透性测试方法，测试方法基于测试装置，所述测试装置包括：

17、供水罐、阀一、阀二、阀三、阀四、阀五、阀六、阀七、流量计、量筒和真空泵；

18、所述测试方法包括以下步骤：

19、将装有土壤样品的夹持器与测试装置连接；连接好管路后，打开阀一，通过阀一向供水罐中加入适量的水，之后关闭阀一；然后打开阀二、阀三、阀五和阀六，此时阀四和阀七处于关闭状态，启动真空泵对土壤样品和系统管路抽真空；抽真空结束后，关闭阀二和阀三，打开阀一和阀四，对土壤样品进行饱和水操作；饱和水操作结束后，关闭阀六，打开阀七，通过调整供水罐的高度来测量不同水力梯度时土壤样品的渗透性。

20、进一步的，所述真空泵进行抽真空的时间大于6小时。

21、进一步的，进行所述饱和水操作的时间大于12小时。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明将土壤样品的制备过程与渗透性测试过程的夹持器合二为一，减少了对样品的二次加工过程，减少了实验步骤，缩短了实验时间，提高了工作效率。

24、2、本发明中的夹持器既用于制备土壤样品又用于测试土壤样品的渗透性，从而避免了样品制备过程与测试过程中由于所使用的装置不同对土样的扰动而可能对测试结果带来的影响，提高了粘性土渗透实验的严谨性和准确性。

技术特征：

1.一种粘性土样品的制备方法，其特征在于，制备方法基于制备装置，所述制备装置包括：

2.一种根据权利要求1所述的制备方法制得的粘性土样品。

3.一种根据权利要求2所述的粘性土样品的渗透性测试方法，其特征在于，测试方法基于测试装置，所述测试装置包括：

4.根据权利要求3所述的粘性土样品的渗透性测试方法，其特征在于，所述真空泵进行抽真空的时间大于6小时。

5.根据权利要求3所述的粘性土样品的渗透性测试方法，其特征在于，进行所述饱和水操作的时间大于12小时。

技术总结本发明适用于土壤检测技术领域，提供了一种粘性土样品的制备方法及其渗透性测试方法，本发明将土壤样品的制备过程与渗透性测试过程的夹持器合二为一，减少了对样品的二次加工过程，减少了实验步骤，缩短了实验时间，提高了工作效率。本发明中的夹持器既用于制备土壤样品又用于测试土壤样品的渗透性，从而避免了样品制备过程与测试过程中由于所使用的装置不同对土样的扰动而可能对测试结果带来的影响，提高了粘性土渗透实验的严谨性和准确性。技术研发人员：王福刚,程辉,郭坤逸,杨国华,程中乐受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25