0 引 言

土體滲透性的測(cè)定是巖土工程和工程地質(zhì)評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，常以滲透系數(shù)表示，滲透系數(shù)是衡量土體滲透性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通常使用常水頭和變水頭兩種方法測(cè)定。對(duì)于常見的黏性土體的滲透系數(shù)測(cè)定常采用變水頭滲透儀來(lái)完成。

由于粘性土的滲透系數(shù)較小，通常要在幾個(gè)小時(shí)或幾十個(gè)小時(shí)完成一次試驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)絕大部分單位采用人工讀數(shù)，人工記錄和人工計(jì)算，這樣的試驗(yàn)方法普遍認(rèn)為費(fèi)事，人為因素較多，工作效率較低。

在滿足達(dá)西定律的滲透原理基礎(chǔ)上進(jìn)行了智能化的設(shè)計(jì)，并對(duì)滲透試驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和功能做了改進(jìn)，研制出了一種智能四聯(lián)變水頭滲透儀，實(shí)現(xiàn)了滲透系數(shù)試驗(yàn)的自動(dòng)化，并得到了用戶認(rèn)可。

1 試驗(yàn)儀器的研制

在傳統(tǒng)南55型滲透儀基礎(chǔ)上，結(jié)合電氣控制和軟件處理，研制出了智能四聯(lián)變水頭滲透儀（如圖1），同時(shí)結(jié)合用戶反饋，對(duì)儀器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

圖1 智能四聯(lián)變水頭滲透儀

Fig.1 intelligent quadruple falling head permeameter

1.1儀器特點(diǎn)

1）儀器智能化。本儀器采用高精度液位傳感器檢測(cè)水頭高度，利用ARM芯片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠高效精準(zhǔn)的分析不同水位高度對(duì)應(yīng)的壓力值，并將模擬量轉(zhuǎn)換成高度值，實(shí)現(xiàn)了水頭高度的自動(dòng)測(cè)量，代替了傳統(tǒng)的人工讀數(shù)，減少人為誤差；儀器自帶MICRO_SD存儲(chǔ)單元，能夠按照的時(shí)間間隔，存儲(chǔ)試驗(yàn)過程中水頭高度的變化，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)工作，待試驗(yàn)完成后利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)和處理系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果。試驗(yàn)過程中無(wú)需人工參與，減少人為誤差，提高了工作效率和試驗(yàn)精度，也可極大地解放勞動(dòng)生產(chǎn)力。

2）自動(dòng)補(bǔ)水裝置。本儀器增加了微型水泵，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可直接在觸摸屏上操作向水箱加水，方便快捷。

3）液位管上增加了防溢裝置，向液位管內(nèi)補(bǔ)水時(shí)無(wú)需擔(dān)心液位管內(nèi)的水溢出。

1.2主要技術(shù)指標(biāo)

土樣直徑61.8mm，面積30cm²；

土樣高度4cm；

液位管斷面積0.785cm²；

液位量程1000mm；

分辨率0.1cm；

精度0.3%F.S.