本实用新型涉及土工试验技术领域，尤其涉及一种固结渗透仪。
背景技术：
随着技术发展，越来越多的地下空间被开发和利用，因此土木建筑与岩土工程的应用技术和土工试验的各项参数的测试要求越来越高，对于目前的渗透试验来说，仍采用50年前的仪器结构和试验方法，常规的渗透试验是在没有固结压力与试样内上部压力下的渗透，这与土样所处的实际环境不相符，试验结果存在不可避免的误差。
技术实现要素：
本实用新型要解决的主要技术问题是：提供一种固结渗透仪，可对试样施加不同于上部和下部渗透压力的固结压力，更加逼真的模拟现场实际环境，减少安装过程中试样扰动，方便操作。
为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：
一种固结渗透仪，包括力传感器、渗透容器、上部压力控制装置、下部压力控制装置和固结加压机构；其中，所述渗透容器包括筒体、固定在筒体顶部的上端盖、固定在筒体底部的底座、位于筒体内且用于装填试样的环刀、按压在试样上方的压板；所述筒体内壁是顶部直径大于底部直径的阶梯孔结构；所述压板滑动连接在筒体阶梯孔的分界面处且将筒体内分隔成位于压板上方的第一腔室和位于压板下方的第二腔室；所述环刀密封连接在第二腔室内；所述压板的顶部固定有伸出渗透容器且与力传感器固定连接的活塞杆；所述压板上设置有贯穿其自身且能够连通第一腔室和第二腔室的第一通道；所述上部压力控制装置与第一腔室相通；所述底座固定在固结加压机构上且能够带动筒体沿着活塞杆升降；所述底座设置有贯穿其自身的第二通道；所述第二通道与下部压力控制装置相通。
优选地，所述固结加压机构固定在机箱内；所述机箱的上部固定有立柱；所述立柱顶部固定有横梁；所述力传感器通过固定座固定在横梁。
优选地，所述上端盖上设置有连通第一腔室和渗透容器外部的上排气堵头；所述底座上设置有连通第二腔室和渗透容器外部的下排气堵头。
优选地，所述压板和试样之间放置有上透水石；所述环刀底部端面与底座上表面平齐；所述底座正对环刀侧设置有向下凹陷的凹槽，该凹槽内放置有下透水石。
优选地，所述环刀的外侧套设有三圈密封圈；所述筒体内壁对应设置有能够将三圈密封圈卡在其中密封槽。
优选地，所述筒体是有机玻璃材料制成的透明结构。
优选地，所述上部压力控制装置和下部压力控制装置均是液压控制装置。
优选地，所述固结加压机构包括加压平台、加压丝杆、驱动电机；所述加压平台固定在加压丝杆的移动部且在驱动电机的作用下升降；所述底座固定在加压平台。
与现有技术相比，本实用新型具备下列优点：
(1)通过设置上部压力控制装置、下部压力控制装置，从而可以直接使用标准的环刀进行取样，试验时不需要挤压土样进入容器内，直接安装环刀即可，避免了移样时土样所受的垂直扰动和侧边扰动。
(2)筒体和环刀之间采用3个密封圈，配合透明的筒体使用，可便于在试验中观察侧边密封效果，确保渗透试验的数据准确可靠。
(3)试验时，可对整个试样施加设定的上部和底部不同渗透压力，模拟试样的实际环境，减小试验误差。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为整体结构示意图；
图2为渗透容器的结构示意图。
图中：1为力传感器，11为固定座，2为渗透容器，21为筒体，211为第一腔室，212为第二腔室，22为上端盖，221为上排气堵头，23为底座，231为下排气堵头，232为第二通道，24为环刀，25为压板，251为第一通道，26为密封圈，27为上透水石，28为下透水石，3为上部压力控制装置，4为下部压力控制装置，5为固结加压机构，51为加压平台，52为加压丝杆，53为驱动电机，6为机箱，7为立柱，8为横梁，9为活塞杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
请参阅图1-2所示，一种固结渗透仪，包括力传感器1、渗透容器2、上部压力控制装置3、下部压力控制装置4和固结加压机构5；所述固结加压机构5固定在机箱6内；所述机箱6的上部固定有两根立柱7；两根所述立柱7顶部固定有横梁8；所述力传感器1通过固定座11固定在横梁8。
固结加压机构5包括加压平台51、加压丝杆52、驱动电机53；所述加压平台51固定在加压丝杆52的移动部且在驱动电机53的作用下升降，驱动电机53位于箱体内部，驱动电机53通过锥齿轮来实现对加压丝杆52的传动，加压丝杆52伸出箱体外侧；所述渗透容器2固定在加压平台51。
渗透容器2包括筒体21、上端盖22、底座23、环刀24、压板25；上端盖22盖在筒体21的顶部，底座23固定在筒体21底部；上端盖22、底座23与筒体21可拆卸连接；环刀24和压板25位于筒体21内；所述筒体21内壁是顶部直径大于底部直径的阶梯孔结构；压板25位于筒体21阶梯孔的分界面处，压板25的横向尺寸与试样的横向尺寸一致，即压板25的直径与环刀24的内径相适配；压板25能够沿着筒体21内壁的小径端来回移动；试样位于环刀24的内部；所述压板25和试样之间放置有上透水石27；所述环刀24底部端面与底座23上表面平齐；所述底座23正对环刀24侧设置有向下凹陷的凹槽，该凹槽内放置有下透水石28。
压板25将筒体21内分隔成位于压板25上方的第一腔室211和位于压板25下方的第二腔室212；环刀24密封连接在第二腔室212内；所述环刀24的外侧套设有三圈密封圈26；所述筒体21内壁对应设置有能够将三圈密封圈26卡在其中密封槽；三圈密封圈26能够保证环刀24与筒体21内壁之间密封效果好；为了便于直观观察密封效果，所述筒体21是有机玻璃材料制成的透明结构。
压板25的顶部固定有活塞杆9，活塞杆9的顶部能够伸出上端盖22且与力传感器1固定连接；所述压板25上设置有贯穿其自身的第一通道251，第一通道251连通第一腔室211和第二腔室212；所述上部压力控制装置3位于渗透容器2一侧；上部压力控制装置3是液压控制装置，通过上部压力控制装置3向第一腔室211内通入液体进行加压；为了便于第一腔室211内的气体排出，所述上端盖22上设置有连通第一腔室211和渗透容器2外部的上排气堵头221。
底座23固定在加压平台51上且能够带动筒体21沿着活塞杆9升降，在升降过程中，压板25沿着筒体21内壁上下移动；所述底座23设置有贯穿其自身的第二通道232；所述第二通道232与下部压力控制装置4相通，所述下部压力控制装置4也是液压控制装置，第二通道232延伸至下透水石28的端部；为了便于对筒体21底部进行排气，所述底座23上设置有连连通第二腔室212和渗透容器2外部的下排气堵头231，下排气堵头231的端部也延伸至下透水石28。
本实用新型的工作过程为：使用时，将三圈密封圈26卡在筒体21内壁的密封槽内，使用环刀24取好试样；先打开下排气堵头231，通过下部压力控制装置4进行底部排气，然后关闭下排气堵头231；将取好试样的环刀24推入筒体21内部且将筒体21与底座23密封连接，在试样上放置上透水石27，在上透水石27的上方放置承压板25，将上端盖22与筒体21密封连接，使整个渗透容器2锁紧；打开上排气堵头221，通过上部压力控制装置3往容器内注满水，然后关闭上排气阀，调节上部压力控制装置3和下部压力控制装置4对试样施加一定的压力；在固结阶段时，通过驱动电机53的作用带动加压丝杆52，使加压平台51带动筒体21上升，此时压力板相对下降，从而形成对试样一定的挤压，力传感器1可以在此过程中得出试样在不同变形下所需施加的力大小，或者在对试样施加一定大小的压力下通过对加压丝杆52运动距离的计算得出试样的压缩量；在渗透阶段时，保持试样所受的固结力不变，然后对试样上下部施加不同压力，使其内部产生压力差，通过计算加压设备内加压液体的体积变化，可得出试样在不同情况下的渗透系数。
需要说明的是，本实用新型中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。
以上所述的实施方式为优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
1.一种固结渗透仪，其特征在于：包括力传感器、渗透容器、上部压力控制装置、下部压力控制装置和固结加压机构；其中，
所述渗透容器包括筒体、固定在筒体顶部的上端盖、固定在筒体底部的底座、位于筒体内且用于装填试样的环刀、按压在试样上方的压板；
所述筒体内壁是顶部直径大于底部直径的阶梯孔结构；所述压板滑动连接在筒体阶梯孔的分界面处且将筒体内分隔成位于压板上方的第一腔室和位于压板下方的第二腔室；所述环刀密封连接在第二腔室内；所述压板的顶部固定有伸出渗透容器且与力传感器固定连接的活塞杆；所述压板上设置有贯穿其自身且能够连通第一腔室和第二腔室的第一通道；所述上部压力控制装置与第一腔室相通；所述底座固定在固结加压机构上且能够带动筒体沿着活塞杆升降；所述底座设置有贯穿其自身的第二通道；所述第二通道与下部压力控制装置相通。
2.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述固结加压机构固定在机箱内；所述机箱的上部固定有立柱；所述立柱顶部固定有横梁；所述力传感器通过固定座固定在横梁。
3.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述上端盖上设置有连通第一腔室和渗透容器外部的上排气堵头；所述底座上设置有连通第二腔室和渗透容器外部的下排气堵头。
4.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述压板和试样之间放置有上透水石；所述环刀底部端面与底座上表面平齐；所述底座正对环刀侧设置有向下凹陷的凹槽，该凹槽内放置有下透水石。
5.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述环刀的外侧套设有三圈密封圈；所述筒体内壁对应设置有能够将三圈密封圈卡在其中密封槽。
6.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述筒体是有机玻璃材料制成的透明结构。
7.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述上部压力控制装置和下部压力控制装置均是液压控制装置。
8.根据权利要求1所述的一种固结渗透仪，其特征在于：所述固结加压机构包括加压平台、加压丝杆、驱动电机；所述加压平台固定在加压丝杆的移动部且在驱动电机的作用下升降；所述底座固定在加压平台。
技术总结