[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 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 暗管 材料 排水 性能 評價 裝置 以及 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種暗管材料排水性能評價裝置以及方法，裝置包括：砂筒，裝有暗管，用于模擬暗管周圍的滲流環(huán)境；測壓排，用于測量暗管周圍水頭；溢流箱，為滲流砂筒提供水流及穩(wěn)定的水頭；升降臺，用于調(diào)整溢流箱高度；集水箱，用于承接暗管和溢流箱排水并對其循環(huán)使用。方法包括如下步驟：裝填連接、飽和排氣、試驗測量、收尾換樣、分析總結(jié)。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、精確度高，結(jié)果容易分析，便于對多種暗管材料比較評價，從而優(yōu)選性能更佳的暗管材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及暗管排水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種暗管材料排水性能評價裝置以及方法。
背景技術(shù)
暗管排水是農(nóng)田排水方式之一，暗管管材與外包料統(tǒng)稱為暗管材料，目前暗管常用的管材為塑料波紋管，常用外包料為土工織物。塑料暗管有不同的大小尺寸、表面結(jié)構(gòu)及開孔形式，外包料有不同的厚度、孔隙分布及滲透系數(shù)。為優(yōu)選暗管材料以獲得更好的排水效果，在實施應(yīng)用暗管前需對不同暗管材料進行排水性能評價。常用的評價方法有：大田試驗、砂槽試驗、數(shù)值模擬等。
大田試驗更切合實際，但實際試驗環(huán)境變異性大、試驗條件難以控制、成本高且費時費力；砂槽試驗可以有效評價暗管材料的排水性能，但裝置尺寸太大，裝填困難，實施麻煩，難以應(yīng)對多種暗管材料組合；數(shù)值模擬方便快捷，但排水邊界較為簡單，不能對不同暗管材料尤其是波紋管及無紡布組合有效表征。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以上問題而進行的，目的在于提供評價暗管材料排水性能的試驗裝置以及方法，可快速準(zhǔn)確地對多種不同暗管材料的排水性能進行比較評價。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案如下：
第一方面，本發(fā)明提供一種暗管材料排水性能評價裝置，其特征在于：包括砂筒、測壓排、溢流箱、升降臺和集水箱；
所述砂筒內(nèi)部填土并裝有暗管，用于模擬暗管周圍的滲流環(huán)境；
所述測壓排與砂筒相連接，用以測量砂筒剖面水頭；
所述溢流箱與砂筒相連接，為砂筒提供水流及穩(wěn)定的水頭；
所述升降臺的頂端放置溢流箱，以調(diào)整溢流箱的高度，用于調(diào)節(jié)溢流箱的供水水頭；
所述集水箱與溢流箱相連接，以承接暗管和溢流箱的排水，并將排水循環(huán)供給到溢流箱。
作為優(yōu)選方案，所述砂筒由四部分組成，包括內(nèi)筒、外筒、前面板和后面板；所述外筒將內(nèi)筒同心套在里面形成一個套筒，套筒的一端與前面板密封粘接，套筒的另一端與后面板通過法蘭連接；所述后面板外形尺寸與前面板相同，且通過法蘭與外筒連接；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；所述溢流箱為一矩形槽體，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，另一部分為余水排除端；所述進水溢流端設(shè)置有一個進水孔和兩個出水孔；所述兩個出水孔分別通過兩條輸水管均與砂筒相連；所述余水排除端設(shè)置有一個排水孔，所述排水孔通過一條輸水管與集水箱相連；
所述集水箱內(nèi)設(shè)有水泵；所述水泵通過一條輸水管與進水孔相連，將集水箱中的水供給到溢流箱。
進一步地，所述內(nèi)筒為一個管壁上均勻鉆滿圓孔的圓柱形殼體，內(nèi)筒的內(nèi)壁上設(shè)置有一層過濾網(wǎng)；所述外筒為一個與內(nèi)筒長度相同的圓柱形殼體，外筒直徑大于內(nèi)筒；所述外筒上設(shè)置有兩個供水孔，所述兩個供水孔位于外筒橫截面直徑的兩端點處；所述外筒上還設(shè)有可用于測壓的排氣孔和排水孔，所述排氣孔和排水孔位于外筒橫截面另一直徑的兩端點處，所述外筒的橫截面直徑與橫截面另一直徑呈90°交叉布置；所述外筒外壁上貼有刻度紙，以控制填土精度。
更進一步地，所述前面板為一圓形面板，其直徑大于外筒；所述前面板中心設(shè)置有暗管孔，用于放置暗管；所述暗管孔直徑與暗管外直徑相同；所述前面板上還設(shè)置有若干測壓孔，所述測壓孔以前面板的圓心為中心呈米字形環(huán)狀分布。
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