一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀的製作方法

2023-11-09 23:02:52 2

專利名稱：一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於道路工程材料滲透係數測定技術領域，尤其是涉及一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀。
背景技術：
隨著道路建設裡程的激增，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、日本等發達國家在路面結構排水方面積累了大量的經驗，路面結構排水在路面結構的設計和施工中已作為一項措施得到廣泛的應用。國內對路面結構排水的研究起步較遲，成果也不多，現有的有關規範對路面結構內部排水只作了原則性規定，設計往往按經驗進行，對排水結構層的性能評估具有片面性。我國對路面結構排水系統的研究始於1990年，同濟大學在江西省萍鄉市修建了一段水泥混 凝土路面的內部排水試驗路。之後，同濟大學對水泥混凝土路面進行研究，提出了排水係數的計算方法和計算結果。鄭木蓮對多孔混凝土基層進行研究，通過製作滲透儀，對滲透係數進行測試，對滲透係數、孔隙率等排水性能指標及之間關係進行了系統分析，並提出了多孔混凝土基層水泥混凝土路面結構設計方法。之後，同濟大學對水泥混凝土路面進行研究，提出了排水係數的計算方法和計算結果。鄭木蓮對多孔混凝土基層進行研究，通過製作滲透儀，對滲透係數進行測試，對滲透係數、孔隙率等排水性能指標及之間關係進行了系統分析，並提出了多孔混凝土基層水泥混凝土路面結構設計方法。室內測試滲透係數的儀器，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。一般粘質土與細粒土等滲透性能較差的材料，滲透係數K小於10_3cm/s，由於流量太小而難以準確測定，常採用變水頭法測定其滲透係數。常水頭滲透試驗適用於滲透係數較大的砂類土等材料，多孔混凝土的滲透係數通常不低於O. 35cm/s,因此可採用常水頭法測定其滲透係數。關於多孔混凝土滲透係數的測定，目前尚無統一的試驗方法，常見滲透儀主要用於土樣滲透係數的測定。滲透係數是表徵多孔混凝土排水性能最直接和有效的指標，現如今排水材料滲透係數的測定大多基於Darcy試驗定律，多孔混凝土亦是如此。通過調查研究發現，現有國內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、側漏問題沒有得到很好地解決由於採用蠟、膨脹膠、密封膠或各種膠帶等方式，來填充儀器側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、測試數據精度較低由於滲透試驗中要測量的壓力差為微差壓，而現有的常水頭滲透儀一般採用玻璃管或U型管測量進行壓力差測試，其測量讀數不可能精確到Imm水柱，因而測試數據精度較低。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其結構設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數據準確，能有效解決現有常水頭測試儀存在的側壁滲漏、水位差測量不精確等問題。[0006]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於包括對多孔混凝土試件的滲透係數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立方體試件；所述測試裝置包括內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；所述上套筒為上下部均開口的圓筒狀有機玻璃筒且其內部與所述試件放置腔相通，所述上套筒的外側壁上部開有與其內部相通的溢水孔，上套筒的外側壁下部開有與其內部相通的測壓孔一，所述測壓孔一與放置於所述試件放置腔內的立方體試件上端相平齊，且測壓孔一上裝有用於測試所述立方體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注水；所述試件放置腔為立方形腔體，且所述立方形腔體的尺寸與所述立方體試件的尺寸相同；所述試件套筒為內部開有所述立方形腔體的圓柱狀有機玻璃筒，且試件套筒的外側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於所述試件放置腔內的立方體試件底端相平齊，且測壓孔二上裝有用於測試所述立方體試件下部水位的測壓管二；所述試件套筒的下部內側壁上，設置有對放置於所述試件放置腔內的立方體試件進行支撐的方框形支撐臺；所述下套筒為上部開口且下部密封的圓筒狀有機玻璃筒且其內部設置有集水槽，所述集水槽與所述·試件放置腔相通；所述下套筒的外側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。上述一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵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壁上設置有水位刻度；所述供水管的出水口位於上套筒上方。上述一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵是所述立方體試件的外側壁上設置有防水層，且所述立方體試件外側壁與所述試件放置腔內側壁之間的間隙通過灌裝封蠟進行密封。上述一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵是所述防水層包括由纏繞在所述立方體試件外側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。上述一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵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。上述一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵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。本實用新型與現有技術相比具有以下優點I、結構簡單、加工製作方便且投入成本低。2、所採用的測試裝置由有機玻璃製成，不僅重量輕，而且使用壽命長。3、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，並且密封質量易於保證。4、使用操作簡便且使用效果好，密封性良好，測試數據準確。綜上所述，本實用新型結構設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數據準確，能有效解決現有常水頭測試儀存在的側壁滲漏、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方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型的結構示意圖。附圖標記說明I 一供水容器；2 一試件套筒；2_丨一測壓孔二；2-2—測壓管二 ；2-3—方框形支撐臺；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；4-2—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所示，本實用新型包括對多孔混凝土試件的滲透係數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立方體試件。所述測試裝置包括內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為上下部均開口的圓筒狀有機玻璃筒且其內部與所述試件放置腔相通，所述上套筒3的外側壁上部開有與其內部相通的溢水孔3-1，上套筒3的外側壁下部開有與其內部相通的測壓孔一 3-2，所述測壓孔一 3-2與放置於所述試件放置腔內的立方體試件上端相平齊，且測壓孔一 3-2上裝有用於測試所述立方體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注水。所述試件放置腔為立方形腔體，且所述立方形腔體的尺寸與所述立方體試件的尺寸相同。所述試件套筒2為內部開有所述立方形腔體的圓柱狀有機玻璃筒，且試件套筒2的外側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與放置於所述試件放置腔內的立方體試件底端相平齊，且測壓孔二 2-1上裝有用於測試所述立方體試件下部水位的測壓管二 2-2。所述試件套筒2的下部內側壁上，設置有對放置於所述試件放置腔內的立方體試件進行支撐的方框形支撐臺2-3。所述下套筒4為上部開口且下部密封的圓筒狀有機玻璃筒且其內部設置有集水槽，所述集水槽與所述試件放置腔相通；所述下套筒4的外側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的外側壁上設置有水位刻度；所述供水管5的出水口位於上套筒3上方。實際進行測試時，所述立方體試件的外側壁上設置有防水層，且所述立方體試件外側壁與所述試件放置腔內側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立方體試件外側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。[0032]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，也可以採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。實際加工時，所述上套筒3的高度為150mm，壁厚為8mm且外徑為250mm。所述溢水孔3-1和測壓孔一 3-2的孔徑均為8_。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內的水位始終保持在常水位而不發生改變。所述測壓孔二 2-1的孔徑為8_。所述試件套筒2的高度為184mm，外徑為250mm。所述下套筒4的高度為184mm，壁厚為8mm且外徑為250mm。所述排水孔4-2的孔徑為8mm。本實施例中，所述立方體試件的長寬高均為150mm。 實際使用之前，先將所述立方體試件密封裝入所述試件放置腔內，具體過程如下先用寬膠帶將立方體試件21的四周纏緊，並形成膠帶密封層一；接著用塑膠袋將立方體試件嚴密包裹起來，並形成密封層二；然後，再用寬膠帶將立方體試件周圍以及上下面緊密纏住，並形成膠帶密封層三；隨後，將立方體試件放入試件套筒2中的所述試件放置腔內，並將所述試件放置腔的底部堵嚴，圓筒，緊接著將融化後的蠟水沿立方體試件與所述試件放置腔之間環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後，將試件套筒2兩端的封閉處切除，露出立方體試件的兩端。對試件套筒2、上套筒3和下套筒4進行組裝時，用凡士林均勻的塗抹在各自的連接處，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內緩慢注水，水流自上而下灌滿整個試件套筒2，當水面高出立方體試件頂端時，繼續注水至溢水孔3-1有水溢出，之後檢查測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內部水位，並使得測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內部水位與溢水孔3-1的水位相平齊；之後，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，打開止水夾二 7使水由頂部注入所述測試裝置內，由上至下降低排水管6至所述立方體試件的上部1/3高度處，形成水位差使水滲入所述立方體試件，經過排水管6流出，調節供水管5上的止水夾一 8使進入所述測試裝置的水量多於溢出的水量，溢水孔3-1始終有水溢出，保持所述測試裝置內的水位不變，這樣所述立方體試件便處於常水頭下滲透；當測壓管一 3-3與測壓管二 2-2的內部水位穩定後，測記水位，並計算測壓管一 3-3與測壓管二 2-2之間的水位差，按規定時間記錄滲出水量；然後，分別由上至下降低排水管6至所述立方體試件的的中部和下部1/3處，並按照降至上部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據接近時，結束試驗。最後，對測試數據進行整理，並計算得出所述立方體試件的常水頭滲透係數。實驗過程中，對不同材質的立方體試件進行測試後，可得出不同材質的滲透係數。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於包括對多孔混凝土試件的滲透係數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立方體試件；所述測試裝置包括內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)為上下部均開口的圓筒狀有機玻璃筒且其內部與所述試件放置腔相通，所述上套筒(3)的外側壁上部開有與其內部相通的溢水孔(3-1)，上套筒(3)的外側壁下部開有與其內部相通的測壓孔一(3-2)，所述測壓孔一(3-2)與放置於所述試件放置腔內的立方體試件上端相平齊，且測壓孔一(3-2)上裝有用於測試所述立方體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注水；所述試件放置腔為立方形腔體，且所述立方形腔體的尺寸與所述立方體試件的尺寸相同；所述試件套筒(2)為內部開有所述立方形腔體的圓柱狀有機玻璃筒，且試件套筒(2)的外側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)與放置於所述試件放置腔內的立方體試件底端相平齊，且測壓孔二(2-1)上裝有用於測試所述立方體試件下部水位的測壓管二(2-2);所述試件套筒(2)的下部內側壁上，設置有對放置於所述試件放置腔內的立方體試件進行支撐的方框形支撐臺(2-3);所述下套筒(4)為上部開口且下部密封的圓筒狀有機玻璃筒且其內部設置有集水槽，所述集水槽與所述試件放置腔相通；所述下套筒(4)的外側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.按照權利要求I所述的一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於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)的外側壁上設置有水位刻度；所述供水管(5)的出水口位於上套筒(3)上方。
3.按照權利要求I或2所述的一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於所述立方體試件的外側壁上設置有防水層，且所述立方體試件外側壁與所述試件放置腔內側壁之間的間隙通過灌裝封蠟進行密封。
4.按照權利要求3所述的一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於所述防水層包括由纏繞在所述立方體試件外側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.按照權利要求I或2所述的一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於所述試件套筒(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.按照權利要求I或2所述的一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，其特徵在於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 (J)，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。
專利摘要本實用新型公開了一種輕質常水頭多孔混凝土滲透儀，包括對多孔混凝土試件的滲透係數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，多孔混凝土試件為立方體試件；測試裝置包括內部設置有試件放置腔的試件套筒以及密封安裝在試件套筒上下方的上套筒和下套筒；上套筒和下套筒均為圓筒狀有機玻璃筒，上套筒上開有溢水孔和測壓孔一；試件放置腔為立方形腔體；試件套筒上開有測壓孔二；試件套筒下部設有方框形支撐臺；下套筒內部設置有集水槽且其側壁上開有排水孔。本實用新型結構設計合理、拆裝方便、使用操作簡便且密封性良好、測試數據準確，能有效解決現有常水頭測試儀存在的側壁滲漏、水位差測量不精確等問題。
文檔編號G01N15/08GK202793989SQ20122048692
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月23日 優先權日2012年9月23日
發明者李曉軍, 杜冬冬, 唐文桂, 楊碩 申請人:西安科技大學