專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種自循環(huán)測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及的是一種自循環(huán)測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，屬于測(cè)量?jī)x器
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：滲透系數(shù)作為滲透性能的一項(xiàng)重要的參考性能指標(biāo),它包含了水平滲透系數(shù)和垂直滲透系數(shù)。目前，由于土工織物具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，能夠有效防止?jié)B透和滲流溢出區(qū)的滲透變形，滲透系數(shù)能夠較好地控制而被作為反濾材料和隔水材料在不同的工程中得到廣泛的應(yīng)用。但在具體的工程應(yīng)用，針刺無(wú)紡?fù)凉た椢镄枰惺苌细矌r土的壓力，其厚度會(huì)發(fā)生很大的變化，孔徑和滲透系數(shù)也會(huì)隨著發(fā)生很大變化，并且當(dāng)土工織物厚度較厚，截面積較大時(shí)，將不可忽略水平滲透的影響，因此必須對(duì)該織物在有壓條件下的垂直和水平滲透系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，以適應(yīng)工程建設(shè)需要。目前測(cè)量土工試樣的垂直滲透系數(shù)和水平滲透系數(shù)的儀器還存在一定的缺陷其一，測(cè)定土工試樣水平滲透系數(shù)時(shí)，市場(chǎng)上還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)測(cè)試的儀器，已有的簡(jiǎn)易儀器，存在法向施壓不均勻，邊界由于受到壓緊，處于邊界部分的土工試樣壓力會(huì)大于中間部分受到的壓力；另外由于土工試樣受到的壓力是通過(guò)硬板等間接傳遞，導(dǎo)致受力有所折減，不能顯示土工試樣受到的實(shí)際壓力，綜合看來(lái)目前技術(shù)難以做到對(duì)土工試樣精準(zhǔn)、快速、均勻的法向施壓。其二，測(cè)量土工試樣垂直滲透系數(shù)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)如硬壁滲透儀，存在試樣側(cè)壁滲漏以及試樣飽和速度慢的問(wèn)題，導(dǎo)致精度不高，試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。其三，目前的測(cè)量?jī)x器中，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)一套裝置能測(cè)量土工織物的垂直滲透系數(shù)和水平滲透系數(shù)，只能設(shè)計(jì)兩套裝置分開(kāi)測(cè)量，耗時(shí)又麻煩。在水利部的《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》(SL/T235-1999)中分別用3套裝置測(cè)量土工布的豎直、水平滲透系數(shù)和土工膜的滲透系數(shù)，卻沒(méi)有一組統(tǒng)一裝置來(lái)同時(shí)測(cè)量以上三組系數(shù)，且存在側(cè)壁滲漏和難以保證氣密性的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述空白和缺陷，解決測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，不能精準(zhǔn)、快速、均勻地施加法向壓力的問(wèn)題，解決測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，側(cè)壁滲漏以及試樣飽和速度慢的問(wèn)題，提供一種精確、高效、實(shí)用、簡(jiǎn)潔的自循環(huán)測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀。測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀具有恒壓水箱，在恒壓水箱內(nèi)設(shè)有溢流板、穩(wěn)水板，穩(wěn)水板側(cè)向開(kāi)有穩(wěn)水孔，溢流板和穩(wěn)水板將恒壓水箱內(nèi)劃分為溢流區(qū)、進(jìn)水區(qū)和穩(wěn)水區(qū)，恒壓水箱的穩(wěn)水區(qū)下部側(cè)面經(jīng)供水閥、供水管與上壓力室相連通，溢流區(qū)底部與回水管相連通，進(jìn)水區(qū)底部與進(jìn)水管相連通，穩(wěn)水區(qū)底部經(jīng)供水閥與供水管一端相連通，回水管下端接入蓄水箱內(nèi)，進(jìn)水管下端與蓄水箱內(nèi)的水泵連接，上壓力室頂部設(shè)有氣壓表和放氣孔，側(cè)面設(shè)有打氣裝置，上壓力室經(jīng)裝配構(gòu)件與下壓力室相連通，供水管另一端與裝配構(gòu)件相連通，裝配構(gòu)件經(jīng)出水管、測(cè)量閥與量筒相連通，下壓力室上部設(shè)有排氣泡孔，下壓力室下部經(jīng)出水管、測(cè)量閥與量筒相連通，U型差壓計(jì)與裝配構(gòu)件的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)、右側(cè)相連通。當(dāng)測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件由防滲膜、硅膠片組成。當(dāng)測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件由硅膠片、兩端帶有V型槽板和受壓塑料薄膜組成。兩端帶有v型槽板具有平板，平板的兩端設(shè)有兩端封閉的v型槽，一端v型槽設(shè)有供水管，另一端v型槽設(shè)有出水管，平板的四周設(shè)有固定孔。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果①薄膜的巧妙利用測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，土工試樣上部設(shè)置受壓塑料薄膜，由于薄膜柔軟，厚度薄，因此不受邊界壓緊而導(dǎo)致不均勻性的影響，且能快速、精準(zhǔn)地傳遞法向壓力給試樣，氣密性好，且通過(guò)氣壓方式加壓，壓強(qiáng)滿足《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》(SL/T235-1999)中要求的法向壓強(qiáng)10250kPa;測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，土工試樣四周緊貼防滲膜，防止發(fā)生側(cè)壁滲漏，避免側(cè)壁滲漏對(duì)垂直下滲的影響。②測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，土工試樣置于兩端帶有V型槽板上，使得水流從V型槽均勻的向土工試樣滲流，最后滲出水流入右端的V型槽，即可做到水流均勻的通過(guò)土工試樣的截面。③測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，通過(guò)設(shè)置硅膠片可減少螺母擰緊造成的邊界效應(yīng)。螺母通過(guò)硅膠片固定土工試樣，而不是直接壓緊土工試樣，另外螺母擰緊處距離土工試樣有一定的距離，減少應(yīng)力集中對(duì)邊緣的影響。④一套儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直和水平滲透系數(shù)的測(cè)量；測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，由于可以實(shí)現(xiàn)氣壓加壓的方式，可提供較大的壓力，壓力值通過(guò)壓力表顯示，這樣試樣飽和速度快，試驗(yàn)時(shí)間縮短，試驗(yàn)精度高；測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，試樣緊貼于V型槽、硅膠片和薄膜間，V型槽保證水流水平均勻地滲透，防滲膜避免試樣側(cè)向滲漏，通過(guò)簡(jiǎn)單的拆裝即可實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直和水平滲透系數(shù)的測(cè)量，整套儀器，簡(jiǎn)潔、高效、實(shí)用，且便于操作。圖1是自循環(huán)測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型的上壓力室17和下壓力室22的俯視圖3是本實(shí)用新型的兩端帶有V型槽的有機(jī)玻璃板30的俯視圖4是本實(shí)用新型的硅膠片33俯視圖5是本實(shí)用新型的受壓塑料薄膜32俯視圖6是本實(shí)用新型的防滲膜31俯視圖中蓄水箱l、水泵2、回水管3、輸水管4、供水閥5、溢流板6、溢流區(qū)7、進(jìn)水區(qū)8、穩(wěn)水板9、恒壓水箱IO、穩(wěn)水區(qū)ll、供水閥12、供水管B、打氣裝置14、供水管15、排氣泡孔16、上壓力室17、氣壓表18、裝配構(gòu)件19、放氣孔20、測(cè)壓孔21、下壓力室22、U型差壓計(jì)23、出流管24、測(cè)量閥25、出流管26、測(cè)量閥27、量筒28、量筒29、兩端帶有V型槽面板30、防滲膜31、受壓塑料薄膜32、硅膠片33。具體實(shí)施方式如圖所示，測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀具有恒壓水箱10，在恒壓水箱10內(nèi)設(shè)有溢流板6、穩(wěn)水板9，穩(wěn)水板9側(cè)向開(kāi)有穩(wěn)水孔，溢流板6和穩(wěn)水板9將恒壓水箱10內(nèi)劃分為溢流區(qū)7、進(jìn)水區(qū)8和穩(wěn)水區(qū)ll，恒壓水箱10的穩(wěn)水區(qū)11下部側(cè)面經(jīng)供水閥12、供水管15與上壓力室17相連通，溢流區(qū)7底部與回水管3相連通，進(jìn)水區(qū)8底部與進(jìn)水管4相連通，穩(wěn)水區(qū)11底部經(jīng)供水閥5與供水管13—端相連通，回水管3下端接入蓄水箱1內(nèi)，進(jìn)水管4下端與蓄水箱1內(nèi)的水泵2連接，上壓力室17頂部設(shè)有氣壓表18和放氣孔20,側(cè)面設(shè)有打氣裝置14，上壓力室17經(jīng)裝配構(gòu)件19與下壓力室22相連通，供水管13另一端與裝配構(gòu)件19相連通，裝配構(gòu)件19經(jīng)出水管26、測(cè)量閥27與量筒29相連通，下壓力室22上部設(shè)有排氣泡孔16，下壓力室22下部經(jīng)出水管24、測(cè)量閥25與量筒28相連通，U型差壓計(jì)與裝配構(gòu)件19的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)、右側(cè)相連通。當(dāng)測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件19由防滲膜31、硅膠片33組成。當(dāng)測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件19由硅膠片33、兩端帶有V型槽板30和受壓塑料薄膜32組成。兩端帶有V型槽板30具有平板，平板的兩端設(shè)有兩端封閉的V型槽，一端V型槽設(shè)有供水管，另一端V型槽設(shè)有出水管，平板的四周設(shè)有固定孔。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下(1)當(dāng)測(cè)定土工織物垂直滲透系數(shù)時(shí)，裝配構(gòu)件19由防滲膜31、硅膠片33組成，土工試樣置于下壓力室22頂部，土工試樣上下兩面都加上硅膠片33，防滲膜31經(jīng)過(guò)折疊緊貼土工試樣的側(cè)壁，用螺母擰緊上壓力室17和下壓力室22，保證密封，關(guān)閉供水閥5、供水闊12、測(cè)量閥25、放氣孔20、排氣泡孔16，啟動(dòng)蓄水箱1內(nèi)水泵2，蓄水箱1內(nèi)蓄水經(jīng)輸水管4進(jìn)入恒壓水箱10內(nèi)，恒壓水箱10內(nèi)水位提高，當(dāng)水位高于恒壓水箱10內(nèi)溢流板6頂部，多余水量經(jīng)由回水管3流回蓄水箱1內(nèi)，此時(shí)恒壓水箱10內(nèi)形成一恒壓水頭，開(kāi)啟供水閥12從供水管15中排入上壓力室17中一定水量，只要浸泡住土工布即可，并使得下壓力室22浸滿水，關(guān)閉供水閥12，停止供水，通過(guò)打氣裝置14給上壓力室17加壓，壓力值通過(guò)壓力表18顯示，通過(guò)對(duì)土工試樣加上較大壓力可以加快土工試樣的飽和速度，穩(wěn)定一段時(shí)間，達(dá)到飽和要求后，開(kāi)啟供水閥12、放氣孔20，連接好測(cè)壓計(jì)，等到水滿到上壓力室17頂部，排走氣泡后，關(guān)閉放氣孔20，開(kāi)啟測(cè)量閥27、排氣泡孔16，排走氣泡，通過(guò)U型差壓計(jì)測(cè)定土工試樣上下兩側(cè)的水頭值，等水頭穩(wěn)定后，即可測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)的量筒28內(nèi)的滲流量，測(cè)量多組數(shù)據(jù)完畢后，關(guān)閉測(cè)量閥25，并關(guān)上水泵電源。(2)當(dāng)測(cè)定土工織物水平滲透系數(shù)時(shí)，裝配構(gòu)件由兩端帶有V型槽板30、受壓塑料薄膜32、硅膠片33組成。在上壓力室17和下壓力室22中加上帶有V型槽板30，加上一片硅膠片33，將土工試樣緊密連接于左右兩個(gè)V型槽和硅膠片33中，并在土工試樣上表面加上受壓塑料薄膜32，用螺母擰緊上壓力室17和下壓力室22，保證密封，關(guān)閉供水閥12、放氣孔20、供水閥5、測(cè)量閥27，啟動(dòng)蓄水箱1內(nèi)水泵2，蓄水箱1內(nèi)蓄水經(jīng)輸水管4進(jìn)入恒壓水箱10內(nèi)，恒壓水箱10內(nèi)水位提高，當(dāng)水位高于恒壓水箱10內(nèi)溢流板6頂部，多余水量經(jīng)由回水管3流回蓄水箱1內(nèi)，此時(shí)恒壓水箱10內(nèi)形成一恒壓水頭，開(kāi)啟供水閥5、測(cè)量閥27,通過(guò)打氣裝置14給上壓力室17加壓，加壓范圍是10250kPa,壓力值通過(guò)壓力表18顯示，通過(guò)U型差壓計(jì)測(cè)定土工試樣上下兩側(cè)的水頭值，等水頭穩(wěn)定后，即可測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)的量筒29內(nèi)的滲流量，測(cè)量多組數(shù)據(jù)完畢后，關(guān)閉測(cè)量閥27，并關(guān)上水泵電源。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果本裝置通過(guò)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)真實(shí)有效，結(jié)果符合實(shí)際要求。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理結(jié)果見(jiàn)表l、表2:表1垂直滲透試驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，其特征在于它具有恒壓水箱(10)，在恒壓水箱(10)內(nèi)設(shè)有溢流板(6)、穩(wěn)水板(9)，穩(wěn)水板(9)側(cè)向開(kāi)有穩(wěn)水孔，溢流板(6)和穩(wěn)水板(9)將恒壓水箱(10)內(nèi)劃分為溢流區(qū)(7)、進(jìn)水區(qū)(8)和穩(wěn)水區(qū)(11)，恒壓水箱(10)的穩(wěn)水區(qū)(11)下部側(cè)面經(jīng)供水閥(12)、供水管(15)與上壓力室(17)相連通，溢流區(qū)(7)底部與回水管(3)相連通，進(jìn)水區(qū)(8)底部與進(jìn)水管(4)相連通，穩(wěn)水區(qū)(11)底部經(jīng)供水閥(5)與供水管(13)一端相連通，回水管(3)下端接入蓄水箱(1)內(nèi)，進(jìn)水管(4)下端與蓄水箱(1)內(nèi)的水泵(2)連接，上壓力室(17)頂部設(shè)有氣壓表(18)和放氣孔(20)，側(cè)面設(shè)有打氣裝置(14)，上壓力室(17)經(jīng)裝配構(gòu)件(19)與下壓力室(22)相連通，供水管(13)另一端與裝配構(gòu)件(19)相連通，裝配構(gòu)件(19)經(jīng)出水管(26)、測(cè)量閥(27)與量筒(29)相連通，下壓力室(22)上部設(shè)有排氣泡孔(16)，下壓力室(22)下部經(jīng)出水管(24)、測(cè)量閥(25)與量筒(28)相連通，U型差壓計(jì)與裝配構(gòu)件(19)的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)、右側(cè)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，其特征在于當(dāng)測(cè)量垂直滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件(19)由防滲膜C31)、硅膠片(33)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，其特征在于當(dāng)在于測(cè)量水平滲透系數(shù)時(shí)，所述的裝配構(gòu)件(19)由硅膠片(33)、兩端帶有V型槽板(30)和受壓塑料薄膜(32:)組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，其特征在于所述的兩端帶有V型槽板(30)具有平板，平板的兩端設(shè)有兩端封閉的V型槽，一端V型槽設(shè)有供水管，另一端V型槽設(shè)有出水管，平板的四周設(shè)有固定孔。專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)量垂直和水平滲透系數(shù)的綜合滲透儀，它具有恒壓水箱，連通兩只供水管，一只供水管連通上壓力室，上壓力室頂部設(shè)有氣壓表和放氣孔，側(cè)面設(shè)有打氣裝置，上壓力室經(jīng)裝配構(gòu)件與下壓力室相連通，下壓力室上部設(shè)有排氣泡孔，下壓力室下部經(jīng)出水管、測(cè)量閥與量筒相連通；另一只供水管連接裝配構(gòu)件左側(cè)，裝配構(gòu)件經(jīng)出水管、測(cè)量閥與量筒相連通，裝配構(gòu)件由防滲膜、硅膠片、帶有V型槽板和受壓塑料薄膜組成。優(yōu)點(diǎn)(1)受壓塑料薄膜能快速、精準(zhǔn)、均勻地傳遞法向壓力給試樣，防滲膜防止側(cè)壁滲漏；(2)水流從V型槽均勻入滲；(3)設(shè)置硅膠片減少邊界效應(yīng)；(4)一套儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直和水平滲透系數(shù)的測(cè)量，精準(zhǔn)、簡(jiǎn)潔、高效、實(shí)用，便于操作。文檔編號(hào)G01N15/08GK201203569SQ20082008732公開(kāi)日2009年3月4日申請(qǐng)日期2008年5月14日優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日發(fā)明者劉國(guó)華,吳志根,毛根海,胡進(jìn)震,晨趙,陳少慶申請(qǐng)人:浙江大學(xué)