[發(fā)明專利]暗管材料排水性能評價裝置以及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011063856.5 | 申請日： | 2020-09-30 |
| 公開（公告）號： | CN112198104B | 公開（公告）日： | 2022-02-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊皓瑜;伍靖偉;郭宸耀 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢大學(xué) |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 胡甜甜 |
| 地址： | 430072*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 暗管 材料 排水 性能 評價 裝置 以及 方法 | ||
1.一種暗管材料排水性能評價裝置，其特征在于：包括砂筒(1)、測壓排(2)、溢流箱(3)、升降臺(4)和集水箱(5)；
所述砂筒(1)內(nèi)部填土并裝有暗管(0)，用于模擬暗管(0)周圍的滲流環(huán)境；
所述測壓排(2)與砂筒(1)相連接，用以測量砂筒(1)剖面水頭；
所述溢流箱(3)與砂筒(1)相連接，為砂筒(1)提供水流及穩(wěn)定的水頭；
所述升降臺(4)的頂端放置溢流箱(3)，以調(diào)整溢流箱(3)的高度，用于調(diào)節(jié)溢流箱(3)的供水水頭；
所述集水箱(5)與溢流箱(3)相連接，以承接暗管(0)和溢流箱(3)的排水，并將排水循環(huán)供給到溢流箱(3)；
所述砂筒(1)由四部分組成，包括內(nèi)筒(11)、外筒(12)、前面板(13)和后面板(14)；所述外筒(12)將內(nèi)筒(11)同心套在里面形成一個套筒，套筒的一端與前面板(13)密封粘接，套筒的另一端與后面板(14)通過法蘭連接；所述后面板(14)外形尺寸與前面板(13)相同，且通過法蘭與外筒(12)連接；所述法蘭內(nèi)均設(shè)有橡膠圓環(huán)用以密封止水；
還包括四條輸水管(6)；所述溢流箱(3)為一矩形槽體，槽體中設(shè)有高度低于槽體的豎直擋板；所述擋板將槽體分為兩部分，一部分為進水溢流端，另一部分為余水排出 端；所述進水溢流端設(shè)置有一個進水孔(31)和兩個出水孔(32)；所述兩個出水孔(32)分別通過兩條輸水管(6)均與砂筒(1)相連；所述余水排除端設(shè)置有一個排水孔(33)，所述排水孔(33)通過一條輸水管(6)與集水箱(5)相連；
所述集水箱(5)內(nèi)設(shè)有水泵(51)；所述水泵(51)通過一條輸水管(6)與進水孔(31)相連，將集水箱(5)中的水供給到溢流箱(3)；
所述內(nèi)筒(11)為一個管壁上均勻鉆滿圓孔的圓柱形殼體，內(nèi)筒(11)的內(nèi)壁上設(shè)置有一層過濾網(wǎng)；所述外筒(12)為一個與內(nèi)筒(11)長度相同的圓柱形殼體，外筒(12)直徑大于內(nèi)筒(11)；所述外筒(12)上設(shè)置有兩個供水孔(15)，所述兩個供水孔(15)位于外筒(12)橫截面直徑的兩端點處；所述外筒(12)上還設(shè)有可用于測壓的排氣孔(16)和排水孔(17)，所述排氣孔(16)和排水孔(17)位于外筒(12)橫截面另一直徑的兩端點處，所述外筒(12)的橫截面直徑與橫截面另一直徑呈90°交叉布置；所述外筒(12)外壁上貼有刻度紙，以控制填土精度；
所述前面板(13)為一圓形面板，其直徑大于外筒(12)；所述前面板(13)中心設(shè)置有暗管孔(18)，用于放置暗管(0)；所述暗管孔(18)直徑與暗管(0)外直徑相同；所述前面板(13)上還設(shè)置有若干測壓孔(19)，所述測壓孔(19)以前面板(13)的圓心為中心呈米字形環(huán)狀分布；
所述前面板(13)和后面板(14)的底端均削平一段以使評價裝置平穩(wěn)放置。
2.一種暗管材料排水性能評價方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1所述的暗管材料排水性能評價裝置進行排水性能評價，包括以下步驟：
(1)裝填連接：打開砂筒后面板，將暗管安裝在暗管孔處，水平朝下放置砂筒，然后分層均勻填入砂土，填土密度根據(jù)所用砂土按照易于壓實且不發(fā)生陷土的原則確定，填滿砂土后合上后面板，然后將砂筒擺正，最后將砂筒與測壓排和溢流箱相連，將溢流箱與集水箱相連；
(2)飽和排氣：打開砂筒排氣孔，使用水泵通過供水孔穩(wěn)定緩慢地向砂筒供水，暗管開始排水后逐步緩慢提高水泵流量使砂筒內(nèi)水位上升，直至砂筒完全飽和，然后堵住排氣孔，關(guān)閉水泵，將砂筒靜置24h后再次打開水泵供水，將排氣孔連接到測壓管并對所有測壓管進行排氣；
(3)試驗測量：固定溢流箱高度后，每隔3-6h對暗管流量進行一次測量，暗管流量趨于穩(wěn)定后縮短測量間隔，每1h進行一次測量直至流量穩(wěn)定，所測流量應(yīng)排除溫度波動帶來的影響，然后記錄穩(wěn)定流量及剖面水頭，控制升降臺調(diào)整不同溢流箱高度，記錄不同水頭下的暗管流量及剖面水頭；
(4)收尾換樣：進行完一個暗管材料處理后，用排水孔排空裝置中的水，斷開裝置各部分間的連接，清理砂筒中的砂土，清洗裝置后更換暗管材料再次按照步驟(1)至(3)進行下一次試驗，直至做完所有試驗處理；
(5)分析總結(jié)：繪制不同處理的水頭流量曲線，根據(jù)曲線位置判斷不同暗管材料排水性能的好壞；進一步地繪制砂筒的剖面水頭等值線圖對流場進行分析。
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