[发明专利]一种多介质渗透试验装置及其测试方法

权利要求书

1.一种多介质渗透试验装置，其特征在于，包括试样筒(1)，所述试样筒(1)内从上到下依次分为砂砾样层(14)、带裂隙的混凝土样层(15)、碎石样层(16)，所述碎石样层(16)的底部设有滤板(3)，所述滤板的下方设有盛水砂塑料桶(5)，所述砂砾样层(14)的顶部设有密封件(9)，所述砂砾样层(14)的底部、中间部、顶部分别连接有1号测压管(6)、2号测压管(7)、3号测压管(8)，所述1号测压管(6)、2号测压管(7)、3号测压管(8)的另一端均与坐标纸(13)紧贴相连，所述砂砾样层(14)的顶部通过导管连接有水箱(12)，所述带裂隙的混凝土样层(15)的裂隙区穿过有细铁丝(4)，所述裂隙区的底部与顶部端面设有薄塑料皮(17)，所述细铁丝(4)的顶端连接薄塑料皮(17)底端穿过滤板(3)中央并拧成一股铁丝。

2.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，还包括进水阀(11)，所述进水阀(11)设于水箱(12)与试样筒(1)之间。

3.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，所述水箱(12)为高度可调节的水箱且悬挂于墙上。

4.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，所述砂砾样层(14)模拟孔隙含水层，所述带裂隙的混凝土样层(15)模拟导水裂隙带，所述碎石样层(16)模拟冒落带。

5.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，所述试样筒(1)为钢质圆筒。

6.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，还包括支撑结构(2)与箍筋(24)，所述支撑结构(2)包括支架底座(20)与支架立杆(21)，所述支架底座(20)上垂直相对设有一对支架立杆(21)，每个所述支架立杆(21)与支架底座(20)之间设有加强筋保护支撑，所述试样筒(1)外壁上焊接有箍筋(24)，所述试样筒(1)通过箍筋(24)与支撑结构(2)相连。

7.根据权利要求6所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，还包括加压螺栓(19)与固定横档(10)，所述固定横档水平(10)设于支架立杆(21)之间，所述固定横档(10)中间设有与加压螺栓(19)相匹配的加压螺栓插孔(22)，所述加压螺栓(19)底部连接密封件(9)，上端穿过加压螺栓插孔(22)。

8.根据权利要求7所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，还包括插销(23)，所述固定横档(10)与支架立杆(21)连接处设有与插销(23)相匹配的插销孔。

9.根据权利要求1所述的多介质渗透试验装置，其特征在于，所述滤板(3)上下端面上设有供砂砾样层(14)水砂向下渗出的网眼(25)，所述网眼(25)的面积率75％左右，所述滤板(3)四周通过四个相匹配的螺丝螺帽(26)与试样筒(1)内壁固定相连。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种多介质渗透试验装置的测试方法，其特征在于，包括安装方法与试验方法；

所述安装方法包括以下步骤：

第一步：将试样筒(1)架于支撑结构(2)上，并固定；

第二步：安装滤板(3)，即用四个螺丝将滤板固定于试样筒(1)底部；

第三步：将细铁丝(4)从滤板(3)中央网眼穿过，下端留15cm长；

第四步：安装配置好的碎石样层(16)，顶面大致保持水平,在混凝土样的裂隙位置铺薄塑料皮(绑定于细铁丝上),薄塑料皮面积略大于裂隙面积；

第五步：安装预制好的带裂隙混凝土样层(15)，细铁丝(4)从裂隙中穿过，可以分支若干根，但都要拧于成一股，以便同时拉出,用熔化的石蜡密封混凝土层(15)与试样筒内壁之间的空隙，以确保来自砂砾样中的水砂全部从裂隙中渗出；

第六步：将混凝土裂隙充满粉砂(记录粉砂量)，然后在裂隙顶面铺薄塑料皮(绑定于细铁丝上),薄塑料皮面积略大于裂隙面积，四周涂少许止水材料；

第七步：安装配置好的砂砾样(14)，顶面大致保持水平；

第八步：安装密封件(9)和固定横档(10)，拧紧加压螺栓；

第九步：安装水箱(12)、进水阀(11)并连接到试样筒上；

第十步：安装坐标纸(13)和1号测压管(6)、2号测压管(7)、3号测压管(8)。

所述试验方法包括以下步骤：

第一步：将塑料桶置于试样筒正下面；

第二步：调节水箱(12)高度，使孔隙含水层(砂砾样14)水头上升到设计高度；

第三步：拉出细铁丝并带出裂隙中的预填粉砂和裂隙顶底面的薄塑料皮，同时记录1号测压管(6)、2号测压管(7)、3号测压管(8)水头数据、不同时段塑料桶里的水砂量(根据试验观测时间段设计要求，通过换塑料桶的方式，监测不同时段水砂量)；

第四步：数据分析、计算、出成果。

注：裂隙里预填粉砂对渗出的水量没有影响，但对渗出的砂量有影响(开始时段影响较大，计算分析时要予以剔除；后面时段，影响逐渐减小，以致消失)。