大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法，属于透水混凝土渗透性检测领域。本发明专利技术的模拟装置，包括固定支架、堵塞模拟试件箱、降雨模拟装置和地表径流模拟装置，利用降雨模拟装置和地表径流模拟装置来模拟不同强度降水和路面径流下，透水混凝土试件内部粉尘颗粒滞留情况，模拟情况更加接近透水路面的真实使用场景，能够更好地模拟透水混凝土路面的真实工况；并且采用柱形小试件来采集透水混凝土中颗粒的滞留数据，可模拟不同降雨强度、路面径流强度和降雨次数等因素对透水混凝土孔隙堵塞的影响，提高透水混凝土堵塞模拟试验的精确度；具有结构简单、操作方便、试验数据准确等优点。

Blockage Simulator for Large-Size Permeable Concrete and Measurement Method of Retained Particles

The invention discloses a large-scale permeable concrete plugging simulator and a detained particle measuring method, which belongs to the permeability testing field of permeable concrete. The simulation device of the invention includes a fixed bracket, a clogging simulation test box, a rainfall simulation device and a surface runoff simulation device. The rainfall simulation device and a surface runoff simulation device are used to simulate the dust particles retention in the permeable concrete specimens under different intensities of precipitation and pavement runoff, and the simulation situation is closer to the real use scenario of the permeable pavement, so that the simulation can be better. Simulate the real working condition of permeable concrete pavement; and collect the retention data of particles in permeable concrete by using small cylindrical specimens, which can simulate the influence of different rainfall intensity, pavement runoff intensity and rainfall times on pore blockage of permeable concrete, and improve the accuracy of simulation test of permeable concrete blockage; it has simple structure, convenient operation, accurate test data, etc. Advantage.

【技术实现步骤摘要】
大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法
本专利技术涉及一种透水混凝土检测装置，更具体地说，涉及一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法。
技术介绍
随着城市化的快速发展，硬质地表面积迅速增长，直接破坏了土壤可自然渗透雨水的功能，降雨时地表径流增加，造成城市热岛效应明显、内涝频发等一系列水、生态、环境问题。近年来，我国大力推行海绵城市建设，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。透水混凝土作为海绵城市建设中的重要材料，具有适宜的抗压和抗折强度，以及较好的透水性和耐久性。然而，透水混凝土在使用过程中，由于降雨而汇集到路面上的水流中含有大量粉尘颗粒，在排水过程中，这些粉尘颗粒会随水流不断进入透水混凝土内部的孔隙，部分颗粒会滞留在孔隙通道内，造成透水混凝土内部贯穿性孔隙的堵塞，导致其渗透性衰减，使用寿命缩短。现有堵塞模拟装置主要是针对小型透水混凝土试件，如中国专利号ZL201721143271.8，授权公告日为2018年3月27日，专利技术创造名称为：一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，该申请案的试验装置包括凹型底座、试件套筒、玻璃套筒以及用于给玻璃套筒提供悬浊液的供水组件，其中，试件套筒设置在凹型底座的上部且与凹型底座的凹槽连通，凹槽通过导流管与外部连通；玻璃套筒设置在试件套筒的上部且与试件套筒连通；还包括流速测量装置，设置在导流管上，用于测量流出凹槽的水流的速度。该申请案在一定程度上解决了透水混合料堵塞性能的检测问题，其试验采用事先制备的悬浊液，悬浊液喷洒在试件上，通过记录流速测量装置的数据，得到待测试件在堵塞全过程中渗流速度的变化。这种装置通过搅拌掺砂水来模拟下雨时透水混凝土路面上水的流动，但其试件尺寸较小，模拟条件与透水路面真实工况相差较大，模拟真实性较差，并且透水混凝土堵塞情况检测并不理想。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有透水混凝土堵塞模拟装置存在模拟条件与透水路面真实工况相差较大等不足，提供一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法，采用本专利技术的技术方案，利用降雨模拟装置和地表径流模拟装置来模拟不同强度降水和路面径流下，透水混凝土试件内部粉尘颗粒滞留情况，模拟情况更加接近透水路面的真实使用场景，能够更好地模拟透水混凝土路面的真实工况；并且采用柱形小试件来采集透水混凝土中颗粒的滞留数据，可模拟不同降雨强度、路面径流强度和降雨次数等因素对透水混凝土孔隙堵塞的影响，提高透水混凝土堵塞模拟试验的精确度；具有结构简单、操作方便、试验数据准确等优点。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，包括固定支架、安装于固定支架上的降雨模拟装置和设于降雨模拟装置下方的堵塞模拟试件箱，还包括地表径流模拟装置，其中，所述的降雨模拟装置包括进水管、液体流量阀、喷头、吸水海绵和透水板，所述的进水管与喷头相连，所述的液体流量阀设于进水管上，用于调节进水量；所述的吸水海绵设于透水板的上部，且位于喷头的下方，所述的透水板上均匀设有若干透水小孔；所述的堵塞模拟试件箱包括箱体、大尺寸试件、柱形小试件、筛网和水槽，所述的筛网设于箱体的底部，所述的水槽放置于箱体底部的出水口下方，所述的大尺寸试件安装于箱体内且位于筛网的上方，所述的大尺寸试件上设有若干形状、尺寸与柱形小试件相适配的安装孔，所述的柱形小试件安装于大尺寸试件的对应安装孔内；所述的地表径流模拟装置包括电动气泵、气体流量阀、无孔气管和开孔气管，所述的电动气泵通过气体流量阀与无孔气管相连通，所述的开孔气管的一端与无孔气管相连通，开孔气管的另一端封闭，且开孔气管铺设于大尺寸试件的上表面上，用于模拟地表径流。更进一步地，所述的箱体的底部为漏斗状，且在漏斗状底部中心位置的出水口下部还设有具有颗粒收集功能的滤袋。更进一步地，所述的大尺寸试件的尺寸为1000mm×1000mm×200mm。更进一步地，所述的箱体的下部设有用于安装筛网和大尺寸试件的平台，且在箱体的底部还设有支撑腿。更进一步地，所述的开孔气管在大尺寸试件的上表面上呈S形布置，且开孔气管上均匀设置有直径为2.5～5mm的小孔。更进一步地，所述的透水板上的透水小孔的直径为2.5～5mm；所述的大尺寸试件上的安装孔为直径50mm的圆孔。本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置的滞留颗粒测定方法，包括以下步骤：a、将大尺寸试件放置于箱体内的筛网上，并将柱形小试件编号后依次放置于大尺寸试件的安装孔内，形成完整的试件；b、将收集于海绵城市建设区透水路面的粉尘颗粒称重后均匀铺在试件上表面；调节液体流量阀，进行降雨模拟，然后开启电动气泵，调节气体流量阀，进行路面径流模拟；c、设置单次模拟时间t，每次模拟结束后关闭模拟装置，收集试件表面和流过试件的粉尘颗粒，烘干后称重；d、重复步骤b～c，以n次单次模拟试验为一组，然后取出编号为1的柱形小试件进行烘干处理；e、对柱形小试件进行切割，自上而下每隔一定距离生成一个切片，并识别截面上滞留的颗粒，进行粒径分布情况统计，得到不同高度截面上滞留颗粒的粒径分布曲线；f、重复步骤b～e，得到2n、3n、4n……模拟次数的柱形小试件内部颗粒滞留情况；g、调节液体流量阀和气体流量阀，重复模拟试验步骤a～f，分析降雨强度和路面径流强度对颗粒滞留情况的影响。更进一步地，步骤c中单次模拟时间t设置为1小时；步骤d中一组模拟试验的次数n＝10。更进一步地，步骤e中将柱形小试件放置于激光切割机中进行切片，自上而下每隔10mm生成一个切片，并采用数字图像技术识别切片截面上滞留的颗粒。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置及滞留颗粒测定方法，利用降雨模拟装置和地表径流模拟装置来模拟不同强度降水和路面径流下，透水混凝土试件内部粉尘颗粒滞留情况，模拟情况更加接近透水路面的真实使用场景，能够更好地模拟透水混凝土路面的真实工况；并且采用柱形小试件来采集透水混凝土中颗粒的滞留数据，可模拟不同降雨强度、路面径流强度和降雨次数等因素对透水混凝土孔隙堵塞的影响，提高透水混凝土堵塞模拟试验的精确度；具有结构简单、操作方便、试验数据准确等优点；(2)本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其箱体的底部为漏斗状，且在漏斗状底部中心位置的出水口下部还设有具有颗粒收集功能的滤袋，可实时方便地收集通过试件的粉尘颗粒，并与放置在试件上方的粉尘颗粒相比较，得到滞留于试件内部的颗粒质量和粒径分布情况；(3)本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其大尺寸试件的尺寸为1000mm×1000mm×200mm，能有效地减少尺寸效应对试验结果的影响；(4)本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其开孔气管在大尺寸试件的上表面上呈S形布置，且开孔气管上均匀设置有直径为2.5～5mm的小孔，采用气体流量阀调节进气量，能更好地模拟不同强度的路面径流；(5)本专利技术的一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其降雨模拟装置采用液体流量阀调节进水流量，同时将吸水海绵与透水板相结合，将进水端的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，包括固定支架(16)、安装于固定支架(16)上的降雨模拟装置和设于降雨模拟装置下方的堵塞模拟试件箱，其特征在于：还包括地表径流模拟装置，其中，所述的降雨模拟装置包括进水管(1)、液体流量阀(2)、喷头(3)、吸水海绵(4)和透水板(5)，所述的进水管(1)与喷头(3)相连，所述的液体流量阀(2)设于进水管(1)上，用于调节进水量；所述的吸水海绵(4)设于透水板(5)的上部，且位于喷头(3)的下方，所述的透水板(5)上均匀设有若干透水小孔；所述的堵塞模拟试件箱包括箱体(6)、大尺寸试件(7)、柱形小试件(8)、筛网(9)和水槽(11)，所述的筛网(9)设于箱体(6)的底部，所述的水槽(11)放置于箱体(6)底部的出水口下方，所述的大尺寸试件(7)安装于箱体(6)内且位于筛网(9)的上方，所述的大尺寸试件(7)上设有若干形状、尺寸与柱形小试件(8)相适配的安装孔，所述的柱形小试件(8)安装于大尺寸试件(7)的对应安装孔内；所述的地表径流模拟装置包括电动气泵(12)、气体流量阀(13)、无孔气管(14)和开孔气管(15)，所述的电动气泵(12)通过气体流量阀(13)与无孔气管(14)相连通，所述的开孔气管(15)的一端与无孔气管(14)相连通，开孔气管(15)的另一端封闭，且开孔气管(15)铺设于大尺寸试件(7)的上表面上，用于模拟地表径流。...

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，包括固定支架(16)、安装于固定支架(16)上的降雨模拟装置和设于降雨模拟装置下方的堵塞模拟试件箱，其特征在于：还包括地表径流模拟装置，其中，所述的降雨模拟装置包括进水管(1)、液体流量阀(2)、喷头(3)、吸水海绵(4)和透水板(5)，所述的进水管(1)与喷头(3)相连，所述的液体流量阀(2)设于进水管(1)上，用于调节进水量；所述的吸水海绵(4)设于透水板(5)的上部，且位于喷头(3)的下方，所述的透水板(5)上均匀设有若干透水小孔；所述的堵塞模拟试件箱包括箱体(6)、大尺寸试件(7)、柱形小试件(8)、筛网(9)和水槽(11)，所述的筛网(9)设于箱体(6)的底部，所述的水槽(11)放置于箱体(6)底部的出水口下方，所述的大尺寸试件(7)安装于箱体(6)内且位于筛网(9)的上方，所述的大尺寸试件(7)上设有若干形状、尺寸与柱形小试件(8)相适配的安装孔，所述的柱形小试件(8)安装于大尺寸试件(7)的对应安装孔内；所述的地表径流模拟装置包括电动气泵(12)、气体流量阀(13)、无孔气管(14)和开孔气管(15)，所述的电动气泵(12)通过气体流量阀(13)与无孔气管(14)相连通，所述的开孔气管(15)的一端与无孔气管(14)相连通，开孔气管(15)的另一端封闭，且开孔气管(15)铺设于大尺寸试件(7)的上表面上，用于模拟地表径流。2.根据权利要求1所述的大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其特征在于：所述的箱体(6)的底部为漏斗状，且在漏斗状底部中心位置的出水口下部还设有具有颗粒收集功能的滤袋(10)。3.根据权利要求2所述的大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其特征在于：所述的大尺寸试件(7)的尺寸为1000mm×1000mm×200mm。4.根据权利要求3所述的大尺寸透水混凝土堵塞模拟装置，其特征在于：所述的箱体(6)的下部设有用于安装筛网(9)和大尺寸试件(7)的平台，且在箱体(6)的底部还设有支撑腿。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁邦永，陈传威，李淑敏，张英，潘书才，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32