一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀及測試方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀及測試方法，包括試驗(yàn)臺(tái)、試樣固定裝置和電子控制系統(tǒng)，所述進(jìn)水管連接有過濾裝置，所述電動(dòng)泵的出水口與蓄水容器進(jìn)水口的管道之間設(shè)置有蓄能器，所述試驗(yàn)臺(tái)中部設(shè)置有蓄水容器，所述試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置有集水容器；所述試樣固定裝置是由外側(cè)的圓形鋼桶和內(nèi)側(cè)的中空橡膠密封套件組成的雙層結(jié)構(gòu)；所述電子控制系統(tǒng)包括設(shè)置在電動(dòng)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(shè)置在集水容器內(nèi)的流量計(jì)，以及電動(dòng)泵、蓄能器、充氣泵的電子開關(guān)和控制中心。本發(fā)明專利技術(shù)能夠測試不同水壓條件下不規(guī)則試樣的透水系數(shù)，試樣密封性好，測試精度可靠，自動(dòng)化程度高。

Test instrument and test method for permeability coefficient of irregular sample under different water pressure conditions

The invention discloses a permeability coefficient tester and a test method of different water pressure conditions, including a test bed, a specimen fixing device and an electronic control system. The inlet pipe is connected with a filter, and an accumulator is arranged between the outlet of the electric pump and the pipe of the water inlet of the water storage vessel. A water storage container is arranged in the middle, and a water collecting container is arranged on the inside of the test rig. The sample fixing device is a double layer structure consisting of a circular steel bucket on the outside and a hollow rubber seal on the inside, and the electronic control system includes the outlet pipe of the electric pump, the accumulator pipeline, the inflatable pump line and the water collection. The electromagnetic valve on the lower part of the container is provided with a flowmeter arranged in the water collecting container, and an electronic switch and a control center of the electric pump, accumulator, inflatable pump. The invention can test the permeability coefficient of irregular samples under different water pressure conditions, and has good sealing performance, reliable test accuracy and high automation degree.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀及測試方法
本專利技術(shù)屬于儀器檢測
，尤其涉及一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，還涉及其測試方法。
技術(shù)介紹
在礦業(yè)工程中，例如煤炭開采過程中，由于開采深度大，往往會(huì)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?jié)B能力不足，地下水穿過底板往往發(fā)生巨大的突水事故。另外，在水電、交通等領(lǐng)域的深部地下洞室的開挖中，也往往會(huì)遇到各種水壓條件下的突水。因此，研究不同水壓條件下現(xiàn)場試樣的透水系數(shù)是提前預(yù)防突水事故的關(guān)鍵。此外，隨著近年來海綿城市的不斷建設(shè)，大量的透水混凝土被廣泛應(yīng)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(bǔ)地下水和改善生態(tài)環(huán)境的作用。測定透水路面的透水系數(shù)是評(píng)價(jià)透水路面的關(guān)鍵指標(biāo)之一。透水系數(shù)一般是依據(jù)中華人民共和國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JCT945-2005來進(jìn)行測試，但規(guī)范里只規(guī)定了透水系數(shù)的定義和檢測原理，具體的操作細(xì)節(jié)沒有統(tǒng)一規(guī)定，故本行業(yè)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(jìn)行測試，并不是全自動(dòng)的設(shè)備，這樣會(huì)影響透水系數(shù)的準(zhǔn)確性。此外，現(xiàn)有的設(shè)備未考慮不同水壓條件下滲透系數(shù)的測試方法，結(jié)合深部地下水的現(xiàn)場條件可知，研究不同水壓條件的透水系數(shù)是非常重要的；另外，現(xiàn)有的透水系數(shù)測試設(shè)備，例如混凝土滲透測試設(shè)備，主要采用的是標(biāo)準(zhǔn)試樣，對(duì)混凝土這種容易加工的材料可以，但是現(xiàn)場的巖石一般是不規(guī)則的試樣，將不規(guī)則的巖石制作成混凝土那樣的標(biāo)準(zhǔn)樣是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，可操作性很難；傳統(tǒng)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(dǎo)致水容易從試樣四周滲漏，影響測試結(jié)果的精度，而且操作過程繁瑣，檢測完后不易清理，容易導(dǎo)致測試設(shè)備的損壞。綜上可知，傳統(tǒng)的透水系數(shù)測試儀器已不能滿足當(dāng)前的技術(shù)需求。因此，考慮到不同水壓、不規(guī)則試樣和現(xiàn)有密封方式不好的問題，研發(fā)出一種操作方便、檢測結(jié)果精度高、自動(dòng)化程度高的不同水壓條件下不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀器是十分必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)
技術(shù)介紹
中的問題，本專利技術(shù)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(dòng)化程度高的能夠測量不同水壓條件下不規(guī)則試樣的透水系數(shù)測試儀及測試方法。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀采用的技術(shù)方案：包括試驗(yàn)臺(tái)、試樣固定裝置和電子控制系統(tǒng)，所述試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管連接有過濾裝置，所述過濾裝置通過管道與電動(dòng)泵的進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口通過管道與蓄水容器進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口與蓄水容器進(jìn)水口的管道之間設(shè)置有蓄能器，所述試驗(yàn)臺(tái)中部設(shè)置有蓄水容器，所述蓄水容器頂部設(shè)置有透水鋼絲網(wǎng)，所述試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)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(cè)的圓形鋼桶和內(nèi)側(cè)的中空橡膠密封套件組成的雙層結(jié)構(gòu)，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(nèi)設(shè)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(tǒng)包括設(shè)置在電動(dòng)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(shè)置在集水容器內(nèi)的流量計(jì)，以及電動(dòng)泵、蓄能器、充氣泵的電子開關(guān)和控制中心。優(yōu)選地，所述蓄水容器頂部和所述圓形鋼桶底部均設(shè)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(yōu)選地，所述試樣固定裝置的內(nèi)部為下面大上面小的結(jié)構(gòu)形式，剖面為梯形。優(yōu)選地，所述試樣固定裝置與所述蓄水容器之間設(shè)置有環(huán)形橡膠墊。優(yōu)選地，所述圓形鋼桶和所述中空橡膠密封套件用強(qiáng)力膠膠結(jié)在一起。優(yōu)選地，所述電磁閥、流量計(jì)和電子開關(guān)通過編程控制軟件與控制中心連接在一起。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)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(nèi)部尺寸，將未切割的不規(guī)則試樣與抗?jié)B等級(jí)高的砂漿澆筑在預(yù)制模具內(nèi)，將未切割的不規(guī)則試樣的上下兩端露出模具外；S2）待砂漿與未切割的不規(guī)則試樣凝結(jié)硬化在一起后，根據(jù)試樣的測試高度，將不規(guī)則試樣的上下兩端露出模具外的部分，用切割機(jī)切掉，得到待測試的試樣，并計(jì)算出試件上下兩個(gè)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(nèi)，在試樣固定裝置與蓄水容器之間設(shè)置環(huán)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；S4）啟動(dòng)控制中心，打開充氣泵開關(guān)，充氣后的中空橡膠密封套件與試件四周緊密接觸；然后，用外接注水管連接蓄水容器進(jìn)水口，向蓄水容器中灌滿水；之后，將蓄水容器進(jìn)水口與電動(dòng)泵出水口的管路連接在一起；根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，設(shè)定目標(biāo)水壓值，啟動(dòng)電動(dòng)泵和蓄能器，給試件施加目標(biāo)水壓；在目標(biāo)水壓下，試樣表面滲出的水，通過試樣固定裝置頂部的透水孔進(jìn)入集水容器；S5）待透水孔滲出穩(wěn)定流量后，每隔一分鐘用流量計(jì)獲得滲水的流量值，測量至少三次作為平均值，根據(jù)控制中心的編程計(jì)算軟件直接得出透水系數(shù)。優(yōu)選地，所述未切割的不規(guī)則試樣的長度大于試樣的測試高度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果：采用電動(dòng)泵和蓄能器分別提供了和維持了較高的水壓，可以實(shí)現(xiàn)不同水壓條件下的透水系數(shù)測試試驗(yàn)；采用將未切割的試樣與抗?jié)B等級(jí)高的砂漿混合后，制備標(biāo)準(zhǔn)試樣的方式，可以實(shí)現(xiàn)不規(guī)則試樣的透水系數(shù)測試，操作方便，解決了復(fù)雜現(xiàn)場條件下，標(biāo)準(zhǔn)試樣獲取困難的問題；采用充氣后的中空橡膠環(huán)對(duì)試樣進(jìn)行四周密封，解決了現(xiàn)有密封性不佳的技術(shù)問題，中空橡膠環(huán)自身能夠變形，可以適應(yīng)各種試樣，提高了試樣的密封性，操作方便；采用電子控制系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析于一體，減少了人工操作中的失誤，自動(dòng)化程度高，精度可靠，可以同時(shí)進(jìn)行多組試驗(yàn)，極大的提高了試驗(yàn)效率。附圖說明圖1是本專利技術(shù)測試儀的剖面圖；圖2是本專利技術(shù)測試儀的正視圖；圖3是本專利技術(shù)試樣裝樣結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)試樣充氣密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本專利技術(shù)不規(guī)則試樣澆筑示意圖；圖6是本專利技術(shù)不規(guī)則試樣切割示意圖；圖例說明：1-試驗(yàn)臺(tái)；2-進(jìn)水管；3-過濾裝置；4-電動(dòng)泵；5-壓力表；6-蓄能器；7-電磁閥；8-蓄水容器；8.1-蓄水容器進(jìn)水口；9-試樣固定裝置；9.1-圓形鋼桶；9.2-中空橡膠密封套件；9.3-充氣主管；9.4-充氣支管；9.5-固定孔；10-螺栓；11-環(huán)形橡膠墊；12-透水孔；13-切割后的試樣；13.1-抗?jié)B等級(jí)高的砂漿；13.2-未切割的不規(guī)則試樣；13.3-切割面；14-透水鋼絲網(wǎng)；15-集水容器；16-流量計(jì)；17-排水管；18-充氣泵；19-水流流向；20-控制中心。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1-圖6，本專利技術(shù)一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，包括試驗(yàn)臺(tái)1、試樣固定裝置9和電子控制系統(tǒng)，試驗(yàn)臺(tái)1下部設(shè)置有進(jìn)水管2，進(jìn)水管2連接有過濾裝置3，過濾裝置3通過管道與電動(dòng)泵4的進(jìn)水口連接，電動(dòng)泵4的出水口通過管道與蓄水容器進(jìn)水口8.1連接，電動(dòng)泵4的出水口與蓄水容器進(jìn)水口8.1的管道之間設(shè)置有蓄能器6，試驗(yàn)臺(tái)1中部設(shè)置有蓄水容器8，蓄水容器8頂部設(shè)置有透水鋼絲網(wǎng)14，試驗(yàn)臺(tái)1內(nèi)側(cè)設(shè)置有集水本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，包括試驗(yàn)臺(tái)、試樣固定裝置和電子控制系統(tǒng)，其特征在于：所述試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管連接有過濾裝置，所述過濾裝置通過管道與電動(dòng)泵的進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口通過管道與蓄水容器進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口與蓄水容器進(jìn)水口的管道之間設(shè)置有蓄能器，所述試驗(yàn)臺(tái)中部設(shè)置有蓄水容器，所述蓄水容器頂部設(shè)置有透水鋼絲網(wǎng)，所述試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)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(cè)的圓形鋼桶和內(nèi)側(cè)的中空橡膠密封套件組成的雙層結(jié)構(gòu)，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(nèi)設(shè)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(tǒng)包括設(shè)置在電動(dòng)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(shè)置在集水容器內(nèi)的流量計(jì)，以及電動(dòng)泵、蓄能器、充氣泵的電子開關(guān)和控制中心。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，包括試驗(yàn)臺(tái)、試樣固定裝置和電子控制系統(tǒng)，其特征在于：所述試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)置有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管連接有過濾裝置，所述過濾裝置通過管道與電動(dòng)泵的進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口通過管道與蓄水容器進(jìn)水口連接，所述電動(dòng)泵的出水口與蓄水容器進(jìn)水口的管道之間設(shè)置有蓄能器，所述試驗(yàn)臺(tái)中部設(shè)置有蓄水容器，所述蓄水容器頂部設(shè)置有透水鋼絲網(wǎng)，所述試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)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(cè)的圓形鋼桶和內(nèi)側(cè)的中空橡膠密封套件組成的雙層結(jié)構(gòu)，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(nèi)設(shè)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(tǒng)包括設(shè)置在電動(dòng)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(shè)置在集水容器內(nèi)的流量計(jì)，以及電動(dòng)泵、蓄能器、充氣泵的電子開關(guān)和控制中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，其特征在于：所述蓄水容器頂部和所述圓形鋼桶底部均設(shè)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。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，其特征在于：所述試樣固定裝置的內(nèi)部為下面大上面小的結(jié)構(gòu)形式，剖面為梯形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同水壓條件不規(guī)則試樣透水系數(shù)測試儀，其特征在于：所述試樣固定裝置與所述蓄水容器之間設(shè)置有環(huán)形橡膠墊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同水壓條件不規(guī)則試...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳帆，劉長武，馮波，張立舟，王銳，刁兆豐，孫位，李曉龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：四川,51