智能四聯變水頭滲透儀的研制與應用（一）

0 引 言

土體滲透性的測定是巖土工程和工程地質評價的重要內容，常以滲透系數表示，滲透系數是衡量土體滲透性能的一項重要指標，通常使用常水頭和變水頭兩種方法測定。對于常見的黏性土體的滲透系數測定常采用變水頭滲透儀來完成。

由于粘性土的滲透系數較小，通常要在幾個小時或幾十個小時完成一次試驗，目前國內絕大部分單位采用人工讀數，人工記錄和人工計算，這樣的試驗方法普遍認為費事，人為因素較多，工作效率較低。

在滿足達西定律的滲透原理基礎上進行了智能化的設計，并對滲透試驗儀器的結構和功能做了改進，研制出了一種智能四聯變水頭滲透儀，實現了滲透系數試驗的自動化，并得到了用戶認可。

1 試驗儀器的研制

在傳統南55型滲透儀基礎上，結合電氣控制和軟件處理，研制出了智能四聯變水頭滲透儀（如圖1），同時結合用戶反饋，對儀器結構進行了優化。

圖1 智能四聯變水頭滲透儀

Fig.1 intelligent quadruple falling head permeameter

1.1儀器特點

1）儀器智能化。本儀器采用高精度液位傳感器檢測水頭高度，利用ARM芯片設計數據采集系統，能夠高效精準的分析不同水位高度對應的壓力值，并將模擬量轉換成高度值，實現了水頭高度的自動測量，代替了傳統的人工讀數，減少人為誤差；儀器自帶MICRO_SD存儲單元，能夠按照的時間間隔，存儲試驗過程中水頭高度的變化，實現脫機工作，待試驗完成后利用計算機數據采集數據和處理系統提取數據計算結果。試驗過程中無需人工參與，減少人為誤差，提高了工作效率和試驗精度，也可極大地解放勞動生產力。

2）自動補水裝置。本儀器增加了微型水泵，并實現自動化控制，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，向液位管內補水時無需擔心液位管內的水溢出。

1.2主要技術指標

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.