智能四联变水头渗透仪的研制与应用（一）

0 引 言

土体渗透性的测定是岩土工程和工程地质评价的重要内容，常以渗透系数表示，渗透系数是衡量土体渗透性能的一项重要指标，通常使用常水头和变水头两种方法测定。对于常见的黏性土体的渗透系数测定常采用变水头渗透仪来完成。

由于粘性土的渗透系数较小，通常要在几个小时或几十个小时完成一次试验，目前国内绝大部分单位采用人工读数，人工记录和人工计算，这样的试验方法普遍认为费事，人为因素较多，工作效率较低。

在满足达西定律的渗透原理基础上进行了智能化的设计，并对渗透试验仪器的结构和功能做了改进，研制出了一种智能四联变水头渗透仪，实现了渗透系数试验的自动化，并得到了用户认可。

1 试验仪器的研制

在传统南55型渗透仪基础上，结合电气控制和软件处理，研制出了智能四联变水头渗透仪（如图1），同时结合用户反馈，对仪器结构进行了优化。

图1 智能四联变水头渗透仪

Fig.1 intelligent quadruple falling head permeameter

1.1仪器特点

1）仪器智能化。本仪器采用高精度液位传感器检测水头高度，利用ARM芯片设计数据采集系统，能够高效精准的分析不同水位高度对应的压力值，并将模拟量转换成高度值，实现了水头高度的自动测量，代替了传统的人工读数，减少人为误差；仪器自带MICRO_SD存储单元，能够按照的时间间隔，存储试验过程中水头高度的变化，实现脱机工作，待试验完成后利用计算机数据采集数据和处理系统提取数据计算结果。试验过程中无需人工参与，减少人为误差，提高了工作效率和试验精度，也可极大地解放劳动生产力。

2）自动补水装置。本仪器增加了微型水泵，并实现自动化控制，可直接在触摸屏上操作向水箱加水，方便快捷。

3）液位管上增加了防溢装置，向液位管内补水时无需担心液位管内的水溢出。

1.2主要技术指标

土样直径61.8mm，面积30cm²；

土样高度4cm；

液位管断面积0.785cm²；

液位量程1000mm；

分辨率0.1cm；

精度0.3%F.S.