[发明专利]一种测试多层土工布垂直渗透系数的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试土工织物透水性能的仪器，特别是一种测试多层土工布垂直渗透系数的试验装置。

背景技术

采用垂直渗透系数试验装置对土工布及其有关产品（由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性不同的土工合成材料，如有纺土工布、无纺土工布、编织土工布、复合土工布等）的透水性能进行测试，是研究各类别土工布在工程应用中的隔离性、反滤性、排水性、防护性及密封性等的一种重要手段，以确定其工程适用性，做到节约材料、降低投资以及对原材料的有效利用。

现有土工布垂直渗透系数试验装置主要用于测试单层土工布在固定水头差作用下的渗透特性，而实际工程中为加强土工布的隔离或防护效果，往往采用多层叠合使用，其渗透系数不能简单的通过单层土工布垂直渗透系数累加计算，渗透系数测试不准确将极大地影响实际应用效果，甚至危害工程安全。如隧道工程中衬砌背后使用的多层土工布，若渗透系数测试不准确将导致其布设不合理，衬砌承受过大的外水压力而造成安全隐患。另外，在水头差不变的情况下，针对同一种土工布测试的结果误差大，如对渗透性弱的土工布进行测试，采用100mm和500mm两种不同水头差所得的渗透系数差异较大，其主要原因在于水压对渗透作用的影响，为了使测试结果准确可信，需采用多种水头差进行测试并分析数据。因而需要设计这样一种装置，能够方便灵活的实现对多层土工布在不同水头差作用下进行垂直渗透系数测试。

中国专利ZL200620045573.7公开了一种垂直渗透仪。该专利所述垂直渗透仪由渗透室、加压装置、出水管、土工布固定架等构成，进水室与加压装置连通，出水室与出水管连通，通过对加压装置设定，使进水室和出水室之间形成的压差恒定，再将需测试的土工布固定在进水室和出水室之间的土工布固定架上进行试验，通过测量出水管流出的水量换算出土工布的透水性。

上述现有垂直渗透仪存在有如下不足：

1、试验只能对单层土工布进行垂直渗透系数测试——试验依靠法码重量带动土工布固定架上方的压块对土工布进行固定，但对于多层土工布，只有各层均保持密贴平整时其测量数据才能准确，需采用较大重量的法码，而考虑仪器的承载能力和稳定性显然无法满足要求。

2、试验不能忽视渗透室的边界渗水效应，将严重影响试验结果——该仪器进行渗透试验时，由于土工布具有一定的阻水性，水进入渗透室后易从土工布边缘与渗透室侧壁间的空隙流出，而未按试验要求的渗流路径垂直通过土工布，使得出水管流出的水量偏大，换算出的土工布渗透系数失真。

3、渗透室下方无放气阀，试验水压差难以稳定——该仪器进行试验过程中，需保证进水室和出水室之间形成的压差恒定，但在法码带动压块固定土工布和进水室的水流入渗透室时，易形成气泡无法排除，造成试验过程中压差难以恒定，影响试验结果的可靠性。

4、水头差无法改变影响精度——由于水压对渗透试验的影响较大，渗透性能不同的土工布需采用不同的水头差进行测试，而该仪器在试验过程中水头差无法调节，试验结果误差大。

发明内容

本发明的目的是要克服现有土工布垂直渗透仪的缺陷，提供一种测试多层土工布垂直渗透系数的试验装置，能够方便、快捷、准确地测试单层或多层土工布的渗透系数，并根据土工布的渗透性能选择适宜的水头差进行测试以得到更加可靠的试验结果，减少水压作用和边界渗水效应对试验精度的影响。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种测试多层土工布垂直渗透系数的试验装置，包括进水管、储水量筒a、渗流室、储水量筒b和连通管，所述进水管一端连通水源、另一端与储水量筒a上部连接，储水量筒a顶部设有排气孔a，储水量筒b上部设有排水孔，渗流室侧壁下部通过连通管与储水量筒b底部连通，该装置还包括密封装置，所述的储水量筒a下部与密封装置上部固定连接，渗流室的上部与密封装置下部固定连接；所述渗流室内依次紧贴放置多个相同的圆环状土工布台架，土工布台架的上、下部固定有土工布；所述储水量筒a的侧壁上部设有溢流孔、内壁下部设有温度计、外壁设有标准刻度。

进一步的，所述储水量筒a侧壁固定有水头差控制仪，水头差控制仪内均匀布置多个滑槽，储水量筒b外壁上部与排水孔等高且对称布置有内滑移组件，内滑移组件可在于滑槽内滑动和固定。

更进一步的，所述渗流室上部和下部分别设有排气孔b和排气孔c。

优选的，所述进水管上设有调水阀。