粗粒土垂直渗透变形仪是用于测定碎石、砾石、砂砾混合料等粗粒土在恒定或变水头条件下渗透系数及伴随渗流产生的体积变形的关键岩土工程试验设备，广泛应用于水利大坝、路基、尾矿库及高填方工程的渗流稳定性评估。其通过模拟真实渗流场，同步监测流量与试样高度变化，揭示粗粒土在渗流作用下的渗透-变形耦合特性。
粗粒土垂直渗透变形仪整机由多模块精密协同，以下为主要组成部件的功能特点详解：
一、高强度渗透筒体
加厚有机玻璃或不锈钢筒身：
内径通常≥300mm，可容纳最大粒径达60mm的试样，透明筒体便于观察内部颗粒迁移；
双层密封结构：
上下端盖采用O型圈+螺栓压紧密封，耐水压≥0.5MPa，防止侧漏影响水头精度。
二、高精度水头控制系统
恒定水头装置：
通过溢流桶或高位水箱维持上/下游水位差恒定，满足《SL237-1999》标准要求；
变水头测量模块（可选）：
配备高分辨率液位传感器，自动记录水头随时间衰减曲线，适用于低渗透性混合料；
数字压力调节阀：
可编程设定梯度水头，模拟实际工程渗流路径。
三、多通道流量与变形采集系统
电子流量计或量筒+光电计时器：
实时记录渗流量，精度达±1mL，支持连续自动采集；
高精度位移传感器（LVDT或激光测距）：
安装于试样顶部，分辨率0.01mm，动态监测试样在渗流作用下的沉降或隆起变形；
数据采集仪集成：
同步记录时间、水头差、流量、变形四维参数，自动生成渗透系数k与变形-时间曲线。
四、反滤与排水系统
多层反滤设计：
底部铺设不同粒径石英砂或不锈钢滤网，阻止试样细颗粒被水流带走，同时保障排水通畅；
侧向排水孔（可选）：
模拟三维渗流条件，研究侧向渗流对变形的影响。
五、加载与边界约束机构
气动或杠杆式垂直加载架（部分型号）：
施加0–50kPa围压，模拟不同覆盖深度下的渗流条件；
柔性侧限装置：
允许试样在垂直方向自由变形，更贴近实际工况。
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