“三段”压水试验要求在同一试验器中把各个压水段的流量和水头值分开,因此,试验器的结构较复杂。据前述基本原理,本次研究在常规压水试验器的基础上,经改进后制成了三段压水试验器,其内部结构由黄委会勘测规划设计研究院的侯锡林工程师于1985年设计。
图3-11 三段压水试验器
(一)“三段”压水试验器
试验器的具体结构如图3-11所示,试验器全长20m,由3套管子组成。主压水段的水由内管供给。为了将上、下段的水流分开,在中管的主压水段部分设有一孔眼,内管在此弯转,管口与孔眼重合(图3-12)。这样,沿着内管,从出水口进入主压水段,而又与中管内的水流完全隔离。上压水段与下压水段通过中管互相连通,因而在试验中水头总是保持一致。
3组栓塞均套在中管上,它们之间由外管分隔和支承,在上压水段和主压水段的外管上均有孔眼,以保证水流进入压水段。栓塞可采用机械挤压式膨胀,在试验器的上端,中管与外管之间有一丝杠,当拧紧丝杠时,相当于中管向上提拉,外管向下挤压,使3 个栓塞膨胀,把钻孔分为3 个相互隔离的压水段;最好采用充气充水式栓塞。
在试验器中管和内管的进水口处安装有压力表和流量表。(www.xing528.com)
(二)水位观测器
压水孔周围流场中的水头是从观测孔中测得的。由于观测的是主压水段周围径向流场中的水头,观测段长度要比压水段小,因而也需要特制的观测器(图3-13),该观测器有两个栓塞,下栓塞膨胀后使观测段与钻孔的上部隔离,但内 管与它连通,水头利用内管上端的压力表读得。上栓塞位于孔口附近,其目的是防止流场中的水通过观测孔流出。栓塞的膨胀方式与“三段”压水试验器相同。
图3-13 水位观测器
图3-12 内弯管
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