[發明專利]一種不同水壓條件不規則試樣透水系數測試儀及測試方法

在審

• 申請號: 201710984099.7
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107991211A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 吳帆;劉長武;馮波;張立舟;王銳;刁兆豐;孫位;李曉龍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于儀器檢測技術領域，尤其涉及一種不同水壓條件不規則試樣透水系數測試儀，還涉及其測試方法。

背景技術

在礦業工程中，例如煤炭開采過程中，由于開采深度大，往往會遇到地下水的危害，在開采煤炭后，底板往往承受著較大壓力的地下水，如果底板抗滲能力不足，地下水穿過底板往往發生巨大的突水事故。另外，在水電、交通等領域的深部地下洞室的開挖中，也往往會遇到各種水壓條件下的突水。因此，研究不同水壓條件下現場試樣的透水系數是提前預防突水事故的關鍵。此外，隨著近年來海綿城市的不斷建設，大量的透水混凝土被廣泛應用到市政道路，透水路面可以使降水入滲到地下，減少路面徑流，減輕城市洪水危害，并且具有回補地下水和改善生態環境的作用。測定透水路面的透水系數是評價透水路面的關鍵指標之一。

透水系數一般是依據中華人民共和國建材行業標準JCT945-2005 來進行測試，但規范里只規定了透水系數的定義和檢測原理，具體的操作細節沒有統一規定，故本行業的人員各有一套自己的測試方法，通常是采用極其簡易的透水裝置進行測試，并不是全自動的設備，這樣會影響透水系數的準確性。此外，現有的設備未考慮不同水壓條件下滲透系數的測試方法，結合深部地下水的現場條件可知，研究不同水壓條件的透水系數是非常重要的；另外，現有的透水系數測試設備，例如混凝土滲透測試設備，主要采用的是標準試樣，對混凝土這種容易加工的材料可以，但是現場的巖石一般是不規則的試樣，將不規則的巖石制作成混凝土那樣的標準樣是費時費力的，可操作性很難；傳統的密封方式，通常采用的是將石蠟或聚丙烯膠涂抹到試樣上，這種密封方式不僅容易引起試樣表面的不平整，導致水容易從試樣四周滲漏，影響測試結果的精度，而且操作過程繁瑣，檢測完后不易清理，容易導致測試設備的損壞。

綜上可知，傳統的透水系數測試儀器已不能滿足當前的技術需求。因此，考慮到不同水壓、不規則試樣和現有密封方式不好的問題，研發出一種操作方便、檢測結果精度高、自動化程度高的不同水壓條件下不規則試樣透水系數測試儀器是十分必要的。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明的目的在于提供一種不僅操作方便，密封性好，而且精度可靠，自動化程度高的能夠測量不同水壓條件下不規則試樣的透水系數測試儀及測試方法。

為了解決上述技術問題，本發明一種不同水壓條件不規則試樣透水系數測試儀采用的技術方案：包括試驗臺、試樣固定裝置和電子控制系統，所述試驗臺下部設置有進水管，所述進水管連接有過濾裝置，所述過濾裝置通過管道與電動泵的進水口連接，所述電動泵的出水口通過管道與蓄水容器進水口連接，所述電動泵的出水口與蓄水容器進水口的管道之間設置有蓄能器，所述試驗臺中部設置有蓄水容器，所述蓄水容器頂部設置有透水鋼絲網，所述試驗臺內側設置有集水容器，所述集水容器上部通過管道與試樣固定裝置的透水孔相連，下部通過管道與排水管連接；所述試樣固定裝置是由外側的圓形鋼桶和內側的中空橡膠密封套件組成的雙層結構，所述中空橡膠密封套件是由若干中空的橡膠管由下往上依次排列組成，剖面呈倒直角三角形，所述橡膠管內設有充氣支管，所述充氣支管連接充氣主管，所述充氣主管與充氣泵連接在一起；所述電子控制系統包括設置在電動泵的出水口管路、蓄能器管路、充氣泵管路和集水容器下部管路上的電磁閥，設置在集水容器內的流量計，以及電動泵、蓄能器、充氣泵的電子開關和控制中心。

優選地，所述蓄水容器頂部和所述圓形鋼桶底部均設置有固定孔，所述固定孔的大小、形狀一致，用螺栓連接在一起。

優選地，所述試樣固定裝置的內部為下面大上面小的結構形式，剖面為梯形。

優選地，所述試樣固定裝置與所述蓄水容器之間設置有環形橡膠墊。

優選地，所述圓形鋼桶和所述中空橡膠密封套件用強力膠膠結在一起。

優選地，所述電磁閥、流量計和電子開關通過編程控制軟件與控制中心連接在一起。

本發明的另一目的在于提供一種不同水壓條件不規則試樣透水系數測試儀的測試方法，包括以下步驟：

S1）按照試樣固定裝置的內部尺寸，將未切割的不規則試樣與抗滲等級高的砂漿澆筑在預制模具內，將未切割的不規則試樣的上下兩端露出模具外；

S2）待砂漿與未切割的不規則試樣凝結硬化在一起后，根據試樣的測試高度，將不規則試樣的上下兩端露出模具外的部分，用切割機切掉，得到待測試的試樣，并計算出試件上下兩個截面的平均透水面積；

S3）將切割后的試樣安裝在試樣固定裝置內，在試樣固定裝置與蓄水容器之間設置環形橡膠墊，用螺栓連接好蓄水容器頂部和圓形鋼桶底部的固定孔；