一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土工合成材料測試技術(shù)領(lǐng)域，可用于土工復(fù)合排水材濾膜淤堵折減的 定量測試。
【背景技術(shù)】
[0002] 土工復(fù)合排水材是以薄型土工織物包裹不同材料制成的不同形狀的芯材組合成 一種復(fù)合型排水材料，這一材料可以沿水平方向芯材的排水通道通常排水。
[0003] 近幾年來，隨著土工復(fù)合排水材的發(fā)展，被廣泛運用于軟土地基處理、路基縱橫向 排水、建筑物地下排水通道、堤壩排水設(shè)施等領(lǐng)域。在土工復(fù)合排水材在排水過程中，外層 濾膜沿濾膜平面方向疏導(dǎo)的水流量是土工復(fù)合排水總排水量的一個重要組成部分，但由于 土顆粒聚集沉積在濾膜空隙內(nèi)部逐，逐漸減小通道有效的過水面積，進而降低了沿濾膜平 面方向的排水效率（導(dǎo)水率）。目前，對于濾膜的淤堵造成的沿濾膜平面方向排水效率折減 指標(biāo)并未建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而對于折減定量測試更是鮮有報道，相關(guān)實驗設(shè)備也處于研宄 階段。本發(fā)明通過研制新的制樣方法及相關(guān)實驗設(shè)備為土工復(fù)合排水材濾膜沿濾膜平面方 向淤堵折減指標(biāo)的定量測試提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 是為了解決土工復(fù)合排水材濾膜淤堵折減指標(biāo)的定量測試問題，而提出一種土工 復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置及其測試方法。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，其特征在于包括以下裝 置，進水裝置，荷載裝置，排水裝置；
[0007] 所述進水裝置包括組裝式水位管，止水閘，排水管嘴，可滑動固定支座，連接軟管， 補水管，所述組裝式水位管一端連接補水管，另一端連接連接軟管，所述組裝式水位管的側(cè) 壁一側(cè)具有多個排水管嘴，該排水管嘴由止水閘控制，另一側(cè)具有可滑動固定支座，該可滑 動固定支座的另一端具有刻度尺；
[0008] 所述荷載裝置具有進水口，出水口，外殼，試樣槽，玻璃外壁，組裝連接口，水壓力 室連接口，刻度，支座，所述試樣槽的兩側(cè)的底部各具有一外殼，該外殼的下部具有支座，所 述外殼其中一個連接進水口，另一個連接出水口，所述進水口和連接軟管相連，所述試樣槽 具有玻璃外壁，該試樣槽的上部為組裝連接口，下部為水壓力室連接口；
[0009] 所述排水裝置具有集水箱和集水管，所述集水管一端連接出水口，另一端連接集 水箱。
[0010] 一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，其特征在于所述試樣槽 用于放置試樣，該試樣為層狀結(jié)構(gòu)，自下而上依次為土工復(fù)合排水材濾膜，濾膜表層淤泥 層和硅橡膠皮，所述試樣的厚度為0. 4cm的均勻長方形片，試片底面尺寸分為14Xl〇cm， 14X8cm，14X6cm，10X10cm，10X8cm，10X6cm六種規(guī)格，所述娃橡膠皮的厚度為0?lcm。
[0011] -種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，該裝置還包括一個試樣夾 持器，該夾持裝置包括橡膠皮和支架，所述試樣夾持器為空心結(jié)構(gòu)，上下兩側(cè)為橡膠皮，左 右兩側(cè)為支架，內(nèi)部空間用于放置試樣，該空心結(jié)構(gòu)和試樣尺寸相匹配，并且能確保土工復(fù) 合排水材濾膜以外位置均能隔水。
[0012] 一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置進行試樣測試的方法，其特 征在于包括以下步驟：
[0013] 步驟一，按照權(quán)利要求1進行組裝測試裝置；
[0014] 步驟二，按照權(quán)利要求2所述的試樣標(biāo)準(zhǔn)，進行制作試樣；
[0015] 步驟三，測試，將試樣放入夾持器，并放入試樣槽中將連接荷載裝置出水口的軟管 溢水口高度調(diào)整到略高于外殼上端后開始往組合水位管內(nèi)裝水，緩慢排水并觀察內(nèi)情況， 直至裝置內(nèi)氣泡排凈；
[0016] 步驟四，滲透系數(shù)測試。根據(jù)試驗水頭高度要求，打開組合式水位管對應(yīng)止水夾， 并持續(xù)往組合式水位管加水確保水位保持不變，并收集荷載裝置出水口排出水量及相應(yīng)時 間。根據(jù)數(shù)據(jù)可測得組合試樣滲透系數(shù)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可計算淤堵折減系數(shù)的大小。
[0017] 水平滲透系數(shù)計算式為：
【主權(quán)項】
1. 一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，其特征在于包括以下裝置， 進水裝置，荷載裝置，排水裝置； 所述進水裝置包括組裝式水位管（14)，止水閘（15)，排水管嘴（16)，可滑動固定支座 (17)，連接軟管（18)，補水管（19)，所述組裝式水位管（14) 一端連接補水管（19)，另一端連 接連接軟管（18)，所述組裝式水位管（14)的側(cè)壁一側(cè)具有多個排水管嘴（16)，該排水管嘴 (16)由止水閘（15)控制，另一側(cè)具有可滑動固定支座（17)，該可滑動固定支座（17)的另 一端具有刻度尺； 所述荷載裝置具有進水口（5)，出水口（6)，外殼（7)，試樣槽（8)，玻璃外壁（9)，組裝連 接口（10)，水壓力室連接口（11)，刻度（12)，支座（13)，所述試樣槽⑶的兩側(cè)的底部各具 有一外殼（7)，該外殼（7)的下部具有支座（13)，所述外殼（7)其中一個連接進水口（5)，另 一個連接出水口（6)，所述進水口（5)和連接軟管（18)相連，所述試樣槽（8)具有玻璃外壁 (9)，該試樣槽（8)的上部為組裝連接口（10)，下部為水壓力室連接口（11); 所述排水裝置具有集水箱（20)和集水管（21)，所述集水管（21) -端連接出水口（6)， 另一端連接集水箱（20)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，其特 征在于所述試樣槽（8)用于放置試樣，該試樣為層狀結(jié)構(gòu)，自下而上依次為土工復(fù)合排水 材濾膜（1)，濾膜表層淤泥層（1-1)和硅橡膠皮（2)，所述試樣的厚度為0.4cm的均勻長方 形片，試片底面尺寸分為 14X10cm，14X8cm，14X6cm，10X10cm，10X8cm，10X6cm六種規(guī) 格，所述硅橡膠皮（2)的厚度為0.lcm。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試裝置，該裝置 還包括一個試樣夾持器，該夾持裝置包括橡膠皮（3)和支架（4)，所述試樣夾持器為空心結(jié) 構(gòu)，上下兩側(cè)為橡膠皮（3)，左右兩側(cè)為支架（4)，內(nèi)部空間用于放置試樣，該空心結(jié)構(gòu)和試 樣尺寸相匹配，并且能確保土工復(fù)合排水材濾膜（1)以外位置均能隔水。
4. 一種采用如權(quán)利要求1-3所述的一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試 裝置進行試樣測試的方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一，按照權(quán)利要求1進行組裝測試裝置； 步驟二，按照權(quán)利要求2所述的試樣標(biāo)準(zhǔn)，進行制作試樣； 步驟三，測試，將試樣放入夾持器，并放入試樣槽中將連接荷載裝置出水口的軟管溢水 口高度調(diào)整到略高于外殼上端后開始往組合水位管內(nèi)裝水，緩慢排水并觀察內(nèi)情況，直至 裝置內(nèi)氣泡排凈； 步驟四，滲透系數(shù)測試，根據(jù)試驗水頭高度要求，打開組合式水位管對應(yīng)止水夾，并持 續(xù)往組合式水位管加水確保水位保持不變，并收集荷載裝置出水口排出水量及相應(yīng)時間， 根據(jù)數(shù)據(jù)可測得組合試樣滲透系數(shù)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可計算淤堵折減系數(shù)的大小； 水平滲透系數(shù)計算式為：
式中：kt一水平滲透系數(shù)（cm/s); L一滲流方向長度（cm3); Ah-測壓管水壓差（cm); t一測定疏導(dǎo)水量時間（s); W-t時間內(nèi)疏導(dǎo)水量（cm3); B一試樣寬度（cm); 8 一試樣厚度（cm); 濾膜淤堵折減系數(shù)計算式為：
式中：巾一淤堵折減系數(shù)； ktl一使用過濾膜試樣透水率（cm/s); ktQ-未使用過濾膜試樣透水率（cm/s)， 通過以上濾膜試樣水平滲透系數(shù)及淤堵折減系數(shù)可定量表示出土工復(fù)合排水材濾膜 水平滲透系數(shù)使用后的淤堵折減情況。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透淤堵折減測試方法。該方法過程中，濾膜試樣制作是指將產(chǎn)生淤堵后的土工復(fù)合排水材非擾動樣從土層中取出后，按照特定的制樣方法制作成包含濾膜表層淤積粘土的試樣，通過試樣制作可較為真實的模擬土工復(fù)合排水材濾膜水平滲透系數(shù)在土層中使用后由于淤積堵塞造成的折減。同時，通過研制一套水平滲透系數(shù)測試裝置，該裝置可模擬測試不同水力梯度及不同側(cè)壓力系數(shù)條件下的濾膜水平滲透系數(shù)，將上述方法制成的試樣及未使用過的濾膜試樣進行對比試驗，可得出濾膜淤堵折減指標(biāo)。本發(fā)明首次提出了土工復(fù)合排水材濾膜淤堵折減定量測試的方法及相應(yīng)裝置，具有裝置簡單、操作簡單易行、測量精度高的優(yōu)點，可用于土工復(fù)合材料水平滲透系數(shù)的測試。
【IPC分類】G01N15-08, G01N1-28
【公開號】CN104614297
【申請?zhí)枴緾N201510043584
【發(fā)明人】歐孝奪, 吳光航, 潘鑫, 蘇建, 李結(jié)全
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月28日