透水系數(shù)試驗儀用于測定砂土、粉土、巖石及人工材料等介質的滲透性能(即透水系數(shù)k值),是評估地基排水能力、堤壩穩(wěn)定性、垃圾填埋場防滲效果及地下水流動規(guī)律的關鍵工具。其測量原理多基于達西定律,通過精確控制水頭差與滲流路徑,實現(xiàn)對微小滲流量的精準捕捉。
透水系數(shù)試驗儀的各組成部件協(xié)同工作,構建起科學、穩(wěn)定、可靠的測試系統(tǒng)。

1、供水系統(tǒng)
由高位水箱或穩(wěn)壓泵構成,提供穩(wěn)定、可調的水頭壓力。高位水箱利用重力形成恒定水位差,結構簡單、波動小;穩(wěn)壓泵則適用于需要高水頭或連續(xù)加壓的場景。部分型號配備自動補水裝置,確保試驗過程中水頭恒定,是滲流持續(xù)進行的“能量源泉”。
2、試樣筒
通常為不銹鋼或有機玻璃圓筒,兩端帶密封法蘭,用于固定待測土樣或材料。內徑與高度標準化,確保滲流截面與路徑一致。側壁設有測壓孔,連接測壓管或壓力傳感器,用于監(jiān)測不同位置的水頭損失。底部設多孔透水石與濾網,防止試樣流失,同時保證均勻進水。
3、透水石與濾網
位于試樣上下兩端,由燒結金屬或多孔陶瓷制成。上部透水石使水流均勻分布于試樣表面,避免局部沖刷;下部透水石收集滲出水并導流。配套濾網(如銅絲網、無紡土工布)防止細顆粒隨水流逸出,保持試樣完整性。
4、測壓系統(tǒng)
包括測壓管、壓力表或電子壓力傳感器。測壓管直接顯示各測點水柱高度,直觀可靠;電子傳感器則可實時采集數(shù)據,接入計算機系統(tǒng)。多個測點布置可繪制水頭線,驗證達西定律的線性關系,提升測量精度。
5、量筒或電子天平
用于收集并測量單位時間內通過試樣的滲出水量。傳統(tǒng)方法使用量筒配合秒表,人工讀數(shù);現(xiàn)代儀器則采用高精度電子天平,通過質量變化自動計算流量,減少人為誤差,特別適用于低滲透性材料的長時間測量。
6、真空系統(tǒng)(飽和用)
對于低滲透性土樣,需預先抽真空飽和,排除孔隙中的空氣,確保水能充分填充孔隙。由真空泵、真空表與密封蓋組成,將試樣筒置于負壓環(huán)境,使水更容易滲入,提高試驗準確性。
7、控制系統(tǒng)與數(shù)據采集模塊
集成PLC或計算機軟件,自動控制供水、記錄時間、采集壓力與流量數(shù)據。可設定試驗參數(shù)、生成滲流曲線、自動計算透水系數(shù),實現(xiàn)無人值守與數(shù)據可追溯。