土壤的導(dǎo)水（滲透）性能特征是當(dāng)今一個(gè)全球性的研究熱點(diǎn)，主要用于環(huán)境污染、垃圾填埋場(chǎng)等研究領(lǐng)域。土壤滲透方面的研究需要在不同的濕度和單位重量條件下進(jìn)行多個(gè)試樣的試驗(yàn)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。
目前在全球滲透試驗(yàn)研究這塊，用的最多的是兩種儀器，一種是柔性壁滲透儀，一種是全自動(dòng)三軸滲透儀。前者屬于20年前的測(cè)試產(chǎn)品，其壓力施加裝置都是采用手動(dòng)閥門控制，主要以手動(dòng)控制和讀數(shù)，效率極低，如ELE，Gilson，GeoTEST公司的產(chǎn)品等等，而后者可以實(shí)現(xiàn)電腦自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集記錄，可以直接在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)顯示各種參數(shù)，并能計(jì)算出滲透系數(shù)，大大提高了生產(chǎn)和科研效率，例如“GDS全自動(dòng)環(huán)境巖土滲透儀”。
幾種常見的柔性壁滲透儀
浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院GDS滲透儀
GDS全自動(dòng)環(huán)境巖土滲透儀配置：
1.標(biāo)準(zhǔn)三軸滲透壓力室，可以容納最大101mm直徑的試樣，配備了39.1mm，61.8mm和101mm直徑的三軸滲透底座和頂帽。此外，還可以根據(jù)客戶需求定制更大的壓力室，如0~300mm，可以容納300mm直徑土樣。
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76mm |
100mm |
150mm |
300mm |
2.數(shù)字式壓力/體積控制器，總共3個(gè)，一個(gè)用于施加三軸圍壓，另外兩個(gè)分別用于控制滲透上水頭和下水頭，并且自動(dòng)計(jì)算試樣的滲透系數(shù)。其中GDS壓力/體積控制器分為不同的等級(jí)和量程，可以根據(jù)試驗(yàn)精度要求，選擇合適的控制器。其中最常規(guī)的配置是用3個(gè)1Mpa控制器來施加圍壓，上水頭和下水頭壓力。
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商業(yè)型壓力/體積控制器CELDPC) |
標(biāo)準(zhǔn)型壓力/體積控制器 （STDDPC V1已停產(chǎn)） |
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標(biāo)準(zhǔn)型壓力/體積控制器 (STDDPC V2) |
高級(jí)型壓力/體積控制器(ADVDPC) |
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GDS 64Mpa/200cc 壓力/體積控制器 |
GDS 128Mpa 壓力/體積控制器 |
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GDS無限體積控制器（GDSIVC） |
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3.特殊土壤測(cè)定
抗腐蝕隔離裝置和不銹鋼底座
此裝置是GDS特別為污染土測(cè)試研發(fā)的完全耐腐蝕的不銹鋼隔離裝置，它通過一個(gè)自由滑動(dòng)的滾動(dòng)隔膜在壓力室和控制器之間提供一個(gè)分離室，從而阻止有毒液體和蒸汽進(jìn)入到壓力室內(nèi)。因?yàn)樵跐B透測(cè)試過程中，上下手頭控制器可以精確測(cè)定排入河排除土體的液體體積，如果是污染性土樣，那么其中腐蝕性液體就會(huì)對(duì)壓力/體積控制器產(chǎn)生侵蝕破壞，所以需要一個(gè)隔離裝置來保護(hù)儀器不受損壞。
此外，為了進(jìn)一步保護(hù)儀器不受損壞，廠家還特別定制抗腐蝕的底座和頂帽，防止有毒液體對(duì)接觸表面的腐蝕。
4.GDSLAB測(cè)試軟件：
包含滲透測(cè)試模塊，可以完成的試驗(yàn)為恒定水頭滲透試驗(yàn)和恒定流速滲透試驗(yàn)。
恒定水頭滲透試驗(yàn)
恒定水頭滲透試驗(yàn)保持試樣頂部和底部維持一個(gè)恒定的壓力差（頂部壓力通常設(shè)置得比底部大）。水流通過頂部控制器和底部控制器測(cè)量。
輸入頂部壓力要求的目標(biāo)壓力值和試樣頂部和底部壓力差。也可輸入試驗(yàn)中需要的圍壓值。點(diǎn)擊下一步（Next）進(jìn)入下一個(gè)階段（見6.4.3節(jié)）。
恒定流速滲透試驗(yàn)
恒定流速試驗(yàn)在采用一個(gè)恒定的流速從試樣頂部流過試樣時(shí)保持底部壓力不變。如果試樣的頂部和底部的壓力差太大時(shí)，將設(shè)置一個(gè)最大的水力梯度終止水流。
輸入要求的目標(biāo)圍壓值、頂部流速和底部壓力。最大的水力梯度將是頂部和底部的最大壓力差。
