專利名稱：一種常水頭多孔混凝土滲透儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于道路工程材料滲透系數(shù)測定技術(shù)領域，尤其是涉及一種常水頭多孔混凝土滲透儀。
背景技術(shù)：
隨著道路建設里程的激增，各種形式的路面病害也迅速增加，其中路面的水損害是所有病害中最為嚴峻的病害之一。目前，美國、英國、日本等發(fā)達國家在路面結(jié)構(gòu)排水方面積累了大量的經(jīng)驗，路面結(jié)構(gòu)排水在路面結(jié)構(gòu)的設計和施工中已作為一項措施得到廣泛的應用。國內(nèi)對路面結(jié)構(gòu)排水的研究起步較遲，成果也不多，現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范對路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水只作了原則性規(guī)定，設計往往按經(jīng)驗進行，對排水結(jié)構(gòu)層的性能評估具有片面性。我國對路面結(jié)構(gòu)排水系統(tǒng)的研究始于1990年，同濟大學在江西省萍鄉(xiāng)市修建了一段水泥混·凝土路面的內(nèi)部排水試驗路。之后，同濟大學對水泥混凝土路面進行研究，提出了排水系數(shù)的計算方法和計算結(jié)果。鄭木蓮對多孔混凝土基層進行研究，通過制作滲透儀，對滲透系數(shù)進行測試，對滲透系數(shù)、孔隙率等排水性能指標及之間關(guān)系進行了系統(tǒng)分析，并提出了多孔混凝土基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設計方法。之后，同濟大學對水泥混凝土路面進行研究，提出了排水系數(shù)的計算方法和計算結(jié)果。鄭木蓮對多孔混凝土基層進行研究，通過制作滲透儀，對滲透系數(shù)進行測試，對滲透系數(shù)、孔隙率等排水性能指標及之間關(guān)系進行了系統(tǒng)分析，并提出了多孔混凝土基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設計方法。室內(nèi)測試滲透系數(shù)的儀器，按照滲透試驗原理的不同分為常水頭滲透儀和變水頭滲透儀兩種。一般粘質(zhì)土與細粒土等滲透性能較差的材料，滲透系數(shù)K小于10_3cm/s，由于流量太小而難以準確測定，常采用變水頭法測定其滲透系數(shù)。常水頭滲透試驗適用于滲透系數(shù)較大的砂類土等材料，多孔混凝土的滲透系數(shù)通常不低于O. 35cm/s,因此可采用常水頭法測定其滲透系數(shù)。關(guān)于多孔混凝土滲透系數(shù)的測定，目前尚無統(tǒng)一的試驗方法，常見滲透儀主要用于土樣滲透系數(shù)的測定。滲透系數(shù)是表征多孔混凝土排水性能最直接和有效的指標，現(xiàn)如今排水材料滲透系數(shù)的測定大多基于Darcy試驗定律，多孔混凝土亦是如此。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有國內(nèi)外所使用的常水頭滲透儀均不同程度地存在以下問題第一、側(cè)漏問題沒有得到很好地解決由于采用蠟、膨脹膠、密封膠或各種膠帶等方式，來填充儀器側(cè)壁和試件之間的孔隙，因而很難完全防止漏水，而且實際操作煩瑣；第二、測試數(shù)據(jù)精度較低由于滲透試驗中要測量的壓力差為微差壓，而現(xiàn)有的常水頭滲透儀一般采用玻璃管或U型管測量進行壓力差測試，其測量讀數(shù)不可能精確到Imm水柱，因而測試數(shù)據(jù)精度較低。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其結(jié)構(gòu)設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數(shù)據(jù)準確，能有效解決現(xiàn)有常水頭測試儀存在的側(cè)壁滲漏、水位差測量不精確等問題。[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于包括對多孔混凝土試件的滲透系數(shù)進行測試的測試裝置、對所述測試裝置進行供水的供水裝置和與所述測試裝置相接的排水裝置，所述多孔混凝土試件為圓柱狀試件；所述測試裝置包括內(nèi)部設置有試件放置腔的試件套筒、密封安裝在試件套筒上方的上套筒和密封安裝在試件套筒下方的下套筒；所述上套筒的上下部均開口且其內(nèi)部與所述試件放置腔相通，所述上套筒的外側(cè)壁上部開有與其內(nèi)部相通的溢水孔，上套筒的外側(cè)壁下部開有與其內(nèi)部相通的測壓孔一，所述測壓孔一與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件上端相平齊，且測壓孔一上裝有用于測試所述圓柱狀試件上部水位的測壓管一；所述供水裝置由上至下向所述測試裝置內(nèi)注水；所述試件放置腔為圓柱形腔體，且所述圓柱形腔體的尺寸與所述圓柱狀試件的尺寸相同；所述試件套筒的外側(cè)壁上開有與所述試件放置腔相通的測壓孔二，所述測壓孔二與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件底端相平齊，且測壓孔二上裝有用于測試所述圓柱狀試件下部水位的測壓管二；所述下套筒為上部開口且底部密封的集水槽，所述集水槽與所述試件放置腔相通，所述集水槽上部安裝有對放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件進行支撐的金屬孔板；所述下套筒的外側(cè)壁上開有與所述集水槽相通的排水孔；所述排水孔與所述排水裝置相接。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述供水裝置包括供水容器和安裝在供水容器上的供水管，所述供水管上裝有止水夾一，所述供水容器的外側(cè)壁上設置有水位刻度；所述供水管的出水口位于上套筒上方。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述圓柱狀試件的外側(cè)壁上設置有防水層，且所述圓柱狀試件外側(cè)壁與所述試件放置腔內(nèi)側(cè)壁之間的間隙通過灌裝封蠟進行密封。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述防水層包括由纏繞在所述圓柱狀試件外側(cè)壁上的寬膠帶形成的膠帶密封層一、由布設在所述膠帶密封層一上的塑料布形成的密封層二和由纏繞在所述密封層二上的寬膠帶形成的膠帶密封層三。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述試件套筒與上套筒和下套筒之間均以螺紋方式進行密封連接。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述測壓孔二的數(shù)量為多個且多個所述測壓孔二布設在同一豎直線上。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述排水裝置包括排水管和安裝在排水管上的止水夾二，所述排水管的一端與排水孔相接且其另一端通入量筒內(nèi)。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述試件套筒、上套筒和下套筒均為金屬套筒。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述金屬孔板的外側(cè)壁上沿圓周方向設置有一個環(huán)形卡口，且所述集水槽的上部沿圓周方向設置有環(huán)形卡口相配合使用的環(huán)形卡頭。上述一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征是所述試件套筒、上套筒和下套筒的橫截面均為圓環(huán)形，且試件套筒、上套筒和下套筒的橫截面尺寸均相同。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、結(jié)構(gòu)簡單、加工制作方便且投入成本低。[0018]2、拆裝方便，所用的測試裝置由試件套筒、上套筒和下套筒組裝而成，不僅試件的密封方便，而且試件套筒與上套筒和下套筒之間密封也非常簡便，并且密封質(zhì)量易于保證。3、使用操作簡便且使用效果好，密封性良好，測試數(shù)據(jù)準確。綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數(shù)據(jù)準確，能有效解決現(xiàn)有常水頭測試儀存在的側(cè)壁滲漏、水位差測量不精確等問題。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型上套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型試件套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型金屬孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型下套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明I一供水容器；2—試件套筒；2-1—測壓孔二 ；2-2—測壓管二 ；3—上套筒；3-1—溢水孔；3-2—測壓孔一 ；3-3—測壓管一 ；4一下套筒；4-1 一金屬孔板；4-2—排水孔；5—供水管；6—排水管；7—止水夾二 ；8—止水夾一。
具體實施方式
如圖I、圖2、圖3、圖4及圖5所示，本實用新型包括對多孔混凝土試件的滲透系數(shù)進行測試的測試裝置、對所述測試裝置進行供水的供水裝置和與所述測試裝置相接的排水裝置，所述多孔混凝土試件為圓柱狀試件。所述測試裝置包括內(nèi)部設置有試件放置腔的試件套筒2、密封安裝在試件套筒2上方的上套筒3和密封安裝在試件套筒2下方的下套筒4。所述上套筒3的上下部均開口且其內(nèi)部與所述試件放置腔相通，所述上套筒3的外側(cè)壁上部開有與其內(nèi)部相通的溢水孔
3-1，上套筒3的外側(cè)壁下部開有與其內(nèi)部相通的測壓孔一3-2，所述測壓孔一 3-2與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件上端相平齊，且測壓孔一 3-2上裝有用于測試所述圓柱狀試件上部水位的測壓管一 3-3。所述供水裝置由上至下向所述測試裝置內(nèi)注水。所述試件放置腔為圓柱形腔體，且所述圓柱形腔體的尺寸與所述圓柱狀試件的尺寸相同。所述試件套筒2的外側(cè)壁上開有與所述試件放置腔相通的測壓孔二 2-1，所述測壓孔2-1與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件底端相平齊，且測壓孔二 2-1上裝有用于測試所述圓柱狀試件下部水位的測壓管二 2-2。所述下套筒4為上部開口且底部密封的集水槽，所述集水槽與所述試件放置腔相通，所述集水槽上部安裝有對放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件進行支撐的金屬孔板
4-1;所述下套筒4的外側(cè)壁上開有與所述集水槽相通的排水孔4-2。所述排水孔4-2與所述排水裝置相接。本實施例中，所述供水裝置包括供水容器I和安裝在供水容器I上的供水管5，所述供水管5上裝有止水夾一 8，所述供水容器I的外側(cè)壁上設置有水位刻度；所述供水管5的出水口位于上套筒3上方。實際進行測試時，所述圓柱狀試件的外側(cè)壁上設置有防水層，且所述圓柱狀試件外側(cè)壁與所述試件放置腔內(nèi)側(cè)壁之間的間隙通過灌裝封蠟進行密封。本實施例中，所述防水層包括由纏繞在所述圓柱狀試件外側(cè)壁上的寬膠帶形成的膠帶密封層一、由布設在所述膠帶密封層一上的塑料布 形成的密封層二和由纏繞在所述密封層二上的寬膠帶形成的膠帶密封層三。本實施例中，所述試件套筒2與上套筒3和下套筒4之間均以螺紋方式進行密封連接。實際使用過程中，所述試件套筒2與上套筒3以及試件套筒2與下套筒4之間，也可以采用其它類型的連接方式。本實施例中，所述排水裝置包括排水管6和安裝在排水管6上的止水夾二 7，所述排水管6的一端與排水孔4-2相接且其另一端通入量筒內(nèi)。所述金屬孔板4-1的外側(cè)壁上沿圓周方向設置有一個環(huán)形卡口 8，且所述集水槽的上部沿圓周方向設置有環(huán)形卡口 8相配合使用的環(huán)形卡頭。本實施例中，所述試件套筒2、上套筒3和下套筒4均為金屬套筒。本實施例中，所述試件套筒2、上套筒3和下套筒4的橫截面均為圓環(huán)形，且試件套筒2、上套筒3和下套筒4的橫截面尺寸均相同。實際加工時，所述上套筒3的高度為150mm，外徑為130mm且其內(nèi)徑為100mm。所述溢水孔3-1和測壓孔一 3-2的孔徑均為8mm。所述溢水孔3_1距上套筒3頂端的距離為20mm，且測壓孔一 3-2距上套筒3底端的距離為21mm。所述溢水孔3_1的起溢水作用，可保證實驗過程中上套筒3內(nèi)的水位始終保持在常水位而不發(fā)生改變。所述測壓孔二 2-1的數(shù)量為多個且多個所述測壓孔二 2-1布設在同一豎直線上。本實施例中，所述測壓孔二 2-1的數(shù)量為三個，三個所述測壓孔二 2-1距試件套筒2頂端的距離分別為15mm、69mm和115mm。三個所述測壓孔二 2-1的孔徑均為8mm。所述試件套筒2的高度為30mm,夕卜徑為130mm且其內(nèi)徑為100mm。實際測試過程中，一般使用的是三個所述測壓孔二 2-1中位于最下端的測壓孔二2-1 ;若位于最下端的測壓孔二 2-1堵塞時，可采用位于其上方的測壓孔二 2-1。但需要注意的是，當使用上面兩個測壓孔二 2-1時，需先把所述圓柱狀試件固定在所用圓孔測壓孔二 2-1的上端，以便能夠量測出所述圓柱狀試件下部的水位高度。所述下套筒4的高度為49mm，外徑為136mm，所述集水槽的上部直徑為126mm。所述金屬孔板4-1的直徑為126mm，所述金屬孔板4-1開有多個均勻布設的滲水孔，且所述滲水孔的孔徑為5mm，相鄰兩個所述滲水孔之間的間距為8mm。所述排水孔4_2距下套筒4頂端的距離為27臟，且其孔徑為8mm。本實施例中，所述圓柱狀試件的高度為IlOmm且其直徑為100mm。實際使用之前，先將所述圓柱狀試件密封裝入所述試件放置腔內(nèi)，具體過程如下先用寬膠帶將圓柱狀試件21的四周纏緊，并形成膠帶密封層一；接著用塑料袋將圓柱狀試件嚴密包裹起來，并形成密封層二 ；然后，再用寬膠帶將圓柱狀試件周圍以及上下面緊密纏住，并形成膠帶密封層三；隨后，將圓柱狀試件放入試件套筒2中的所述試件放置腔內(nèi)，并將所述試件放置腔的底部堵嚴，圓筒，緊接著將融化后的蠟水沿圓柱狀試件與所述試件放置腔之間環(huán)形縫隙灌入試件套筒2，直到蠟水溢滿頂部停止灌蠟；待所灌蠟完全冷卻凝固之后，將試件套筒2兩端的封閉處切除，露出圓柱狀試件的兩端。對試件套筒2、上套筒3和下套筒4進行組裝時，用凡士林均勻的涂抹在各自的連接處，以防止試驗時漏水。實際測試時，按照《土工試驗方法標準》中的常水頭滲透試驗步驟進行實驗操作，具體操作步驟如下首先，打開供水管5向試件套筒2內(nèi)緩慢注水，水流自上而下灌滿整個試件套筒2，當水面高出圓柱狀試件頂端時，繼續(xù)注水至溢水孔3-1有水溢出，之后檢查測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內(nèi)部水位，并使得測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內(nèi)部水位與溢水孔3-1的水位相平齊；之后，將排水管6提高至溢水孔3-1以上，將供水管5放入上套筒3內(nèi)，打開止水夾二 7使水由頂部注入所述測試裝置內(nèi)，由上至下降低排水管6至所述圓柱狀試件的上部 1/3高度處，形成水位差使水滲入所述圓柱狀試件，經(jīng)過排水管6流出，調(diào)節(jié)供水管5上的止水夾一 8使進入所述測試裝置的水量多于溢出的水量，溢水孔3-1始終有水溢出，保持所述測試裝置內(nèi)的水位不變，這樣所述圓柱狀試件便處于常水頭下滲透；當測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內(nèi)部水位穩(wěn)定后，測記水位，并計算測壓管一 3-3與測壓管二 2-2之間的水位差，按規(guī)定時間記錄滲出水量；然后，分別由上至下降低排水管6至所述圓柱狀試件的的中部和下部1/3處，并按照降至上部1/3高度處時的測試方法，分別測出滲出水量，當不同水力坡降下測定的數(shù)據(jù)接近時，結(jié)束試驗。最后，對測試數(shù)據(jù)進行整理，并計算得出所述圓柱狀試件的常水頭滲透系數(shù)。實驗過程中，對不同材質(zhì)的圓柱狀試件進行測試后，可得出不同材質(zhì)的滲透系數(shù)。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于包括對多孔混凝土試件的滲透系數(shù)進行測試的測試裝置、對所述測試裝置進行供水的供水裝置和與所述測試裝置相接的排水裝置，所述多孔混凝土試件為圓柱狀試件；所述測試裝置包括內(nèi)部設置有試件放置腔的試件套筒(2)、密封安裝在試件套筒(2)上方的上套筒(3)和密封安裝在試件套筒(2)下方的下套筒(4);所述上套筒(3)的上下部均開口且其內(nèi)部與所述試件放置腔相通，所述上套筒(3)的外側(cè)壁上部開有與其內(nèi)部相通的溢水孔(3-1)，上套筒(3)的外側(cè)壁下部開有與其內(nèi)部相通的測壓孔一(3-2)，所述測壓孔一(3-2)與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件上端相平齊，且測壓孔一(3-2)上裝有用于測試所述圓柱狀試件上部水位的測壓管一(3-3);所述供水裝置由上至下向所述測試裝置內(nèi)注水；所述試件放置腔為圓柱形腔體，且所述圓柱形腔體的尺寸與所述圓柱狀試件的尺寸相同；所述試件套筒(2)的外側(cè)壁上開有與所述試件放置腔相通的測壓孔二(2-1)，所述測壓孔二(2-1)與放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件底端相平齊，且測壓孔二(2-1)上裝有用于測試所述圓柱狀試件下部水位的測壓管二(2-2);所述下套筒(4)為上部開口且底部密封的集水槽，所述集水槽與所述試件放置腔相通，所述集水槽上部安裝有對放置于所述試件放置腔內(nèi)的圓柱狀試件進行支撐的金屬孔板(4-1);所述下套筒(4)的外側(cè)壁上開有與所述集水槽相通的排水孔(4-2);所述排水孔(4-2)與所述排水裝置相接。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述供水裝置包括供水容器(I)和安裝在供水容器(I)上的供水管(5 )，所述供水管(5 )上裝有止水夾一(8)，所述供水容器(I)的外側(cè)壁上設置有水位刻度；所述供水管(5)的出水口位于上套筒(3)上方。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述圓柱狀試件的外側(cè)壁上設置有防水層，且所述圓柱狀試件外側(cè)壁與所述試件放置腔內(nèi)側(cè)壁之間的間隙通過灌裝封蠟進行密封。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述防水層包括由纏繞在所述圓柱狀試件外側(cè)壁上的寬膠帶形成的膠帶密封層一、由布設在所述膠帶密封層一上的塑料布形成的密封層二和由纏繞在所述密封層二上的寬膠帶形成的膠帶密封層三。
5.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述試件套筒(2)與上套筒(3)和下套筒(4)之間均以螺紋方式進行密封連接。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述測壓孔二(2-1)的數(shù)量為多個且多個所述測壓孔二(2-1)布設在同一豎直線上。
7.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述排水裝置包括排水管(6 )和安裝在排水管(6 )上的止水夾二( 7 )，所述排水管(6 )的一端與排水孔(4-2 )相接且其另一端通入量筒內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述試件套筒(2)、上套筒(3)和下套筒(4)均為金屬套筒。
9.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述金屬孔板(4-1)的外側(cè)壁上沿圓周方向設置有一個環(huán)形卡口(8)，且所述集水槽的上部沿圓周方向設置有環(huán)形卡口(8)相配合使用的環(huán)形卡頭。
10.按照權(quán)利要求I或2所述的一種常水頭多孔混凝土滲透儀，其特征在于所述試件套筒(2)、上套筒(3)和下套筒(4)的橫截面均為圓環(huán)形，且試件套筒(2)、上套筒(3)和下套筒(4)的橫截面尺寸均相同。
專利摘要本實用新型公開了一種常水頭多孔混凝土滲透儀，包括對多孔混凝土試件的滲透系數(shù)進行測試的測試裝置、對測試裝置進行供水的供水裝置和與測試裝置相接的排水裝置；測試裝置包括內(nèi)部設置有試件放置腔的試件套筒、密封安裝在試件套筒上方的上套筒和密封安裝在試件套筒下方的下套筒；上套筒上部開有溢水孔，上套筒下部開有測壓孔一；供水裝置位于上套筒上方；試件套筒上開有測壓孔二；下套筒為上部開口且底部密封的集水槽，集水槽與試件放置腔相通，集水槽上部安裝有金屬孔板；下套筒上開有排水孔。本實用新型結(jié)構(gòu)設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數(shù)據(jù)準確，能有效解決現(xiàn)有常水頭測試儀存在的側(cè)壁滲漏、水位差測量不精確等問題。
文檔編號G01N15/08GK202793990SQ20122048732
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月23日
發(fā)明者李曉軍, 唐文桂, 杜冬冬, 楊碩 申請人:西安科技大學