一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置及试验方法制造方法及图纸

一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置及试验方法，以使测试通水量指标更加准确反映材料的实际通水能力，符合排水材料现场应用特点。测试装置包括：竖立的箱体，具有上端口和上部容水腔、下部填料腔，箱体侧壁上设置有与上部容水腔相通的进水口、供排水材料试样水平插入下部填料腔内的试样横向入口，且在进水口以下竖向间隔设置与上部容水腔相通的溢流装置；试验用岩土体，分层铺填于下部填料腔内；法向施压构件，设置于箱体上部，其下端作于试验用岩土体上表面，且具有连通上部容水腔与下部填料腔的渗流通道，并固定安装有压力传感器。

Drainage material performance test device and test method considering drainage condition

The utility model relates to a drainage material performance test device and a test method of a drainage material under consideration of clogging conditions, so as to make the water flow index of the test more accurately reflect the actual water flow capacity of the material, and conforms to the field application characteristics of the drainage material. The test device comprises a vertical box, with port and the upper water chamber, the lower chamber, the box is arranged on the side wall and the upper horizontal cavity entrance volume sample water inlet, for horizontal drainage materials into the lower packing chamber, and the water chamber is communicated to the overflow device arranged at intervals and on the upper part the inlet below the vertical; test of rock and soil, laying on the packing chamber; normal pressure component is arranged on the upper part of the box body, the lower end to experiment with rock and soil on the surface, and has upper water chamber seepage channel communicated with the lower chamber, and is fixedly provided with a pressure sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置及试验方法
本专利技术涉及一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置及试验方法，特别是涉及一种覆土通水性能的排水结构试验装置及方法。
技术介绍
排水材料是对导水、排污，环保，自来水等各种水设施的一系列材料的总定义。在铁路工程中应用较为广泛，排水材料常用于基床排水、地基排水、边坡排水、挡墙排水、盲沟、渗沟排水、无砟轨道线间排水和电缆槽、泄水孔排水等领域。相比传统钢筋混凝土管等排水结构，以高分子聚合物为材质的土工合成材料类排水结构，具有造价低、轻质抗震、耐久性好等优点，近年来已在铁路、公路、水利等领域大量应用并逐步推广。排水材料主要功能-“通水性能”，是最为重要的质量控制指标，通水量是评价排水材料产品性能优劣最为直接的参数，国内外对通水性能的测试方法如下：(1)美国材料与试验协会标准ASTMD4716《StandardTestMethodforDeterminingthe(In-plane)FlowRateperUnitWidthandHydraulicTransmissivityofaGeosyntheticUsingaConstantHead》针对平面类排水材料，提出了测试如排水板、排水带、排水网、排水垫等平面产品通水量的方法和装置，该装置可施加垂直于平面的法向压力10kPa～500kPa，可调整溢水结构高度，设置0.05～1.0的水力梯度。这些设置基本满足应用时排水材料受土压力和水压下的测试需求。(2)公路工程行业标准JT/T665-2006《公路工程土工合成材料排水材料》、JT/T521-2004《公路工程土工合成材料塑料排水板(带)》、CJ/T452-2014《垃圾填埋场用土工排水网》三类行业产品标准均是以ASTMD4716为基础，根据各行业需求，定型试验条件。公路排水材料规定测试条件为：水力梯度0.1，并规定管类材料也可按此装置改进后使用；公路塑料排水带规定测试条件：水力梯度0.5，法向压力350kPa；垃圾填埋场用排水网规定测试条件：水力梯度0.1，法向压力500kPa。然而，基于ASTMD4716的试验方法用于国内土建工程用排水材料时具有3个明显缺陷：(1)水力路径与实际情况不符，工程应用时，水是先垂直通过平面类或管类材料滤布再由排水通道横向导水，与标准中水流直接从端口沿水平通道排水不符；(2)不能直接用于管类产品测试，公路标准提出的测试管类产品的改进装置目前市场未见；(3)只考虑在完全水流条件下的通水性能，没有考虑应用时土体会产生淤堵作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，以使测试通水量指标更加准确反映材料的实际通水能力，符合排水材料现场应用特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是它包括：竖立的箱体，具有上端口和上部容水腔、下部填料腔，箱体侧壁上设置有与上部容水腔相通的进水口、供排水材料试样水平插入下部填料腔内的试样横向入口，且在进水口以下竖向间隔设置与上部容水腔相通的溢流装置；试验用岩土体，分层铺填于下部填料腔内；法向施压构件，设置于箱体上部，其下端作于试验用岩土体上表面，且具有连通上部容水腔与下部填料腔的渗流通道，并固定安装有压力传感器。本专利技术所要解决的另一技术问题是提供采用上述一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置的试验方法，该方法包括如下步骤：①用与土工布复合的排水材料或者管状类水材料制备排水材料试样；②将排水材料试样从试样横向入口插入下部填料腔内，使排水材料试样保持水平，且其外端露出试样横向入口一定长度；③安装密封环，在试样横向入口处形成密封；④向下部填料腔分层铺填碎石填料，直至超过排水材料试样一定高度后整平表面，形成碎石层；⑤由碎石层表面向上分层铺填压实粉砂填料，形成粉砂层；⑥向箱体内放入法向施压构件，使承压底板底面与粉砂层表面接触；⑦通过进水口向上部容水腔内缓慢注水，使水流完全浸透粉砂层形成渗流状态，通过溢流装置设定水头高度并保持常水头状态；⑧待试排水材料试样外伸段出水稳定后，记录一定时间内通过排水材料试样的水流量，以一定时间为一个最小周期，重复测试多次，取其平均值。对于平面类排水材料制备的排水材料试样，于所述步骤⑥后，在承压顶板上施加相应的法向压力。本专利技术的有益效果是，根据现场应用条件确定合理的水力梯度及法向荷载，在考虑一定土体淤堵条件下，即采用碎石加粉砂层模拟传统反滤层结构，使水流垂直通过排水材料，使得测试通水量指标更加准确反映材料的实际通水能力，改进了原有试验方法的不足，为排水系统设计提供准确的依据。本专利技术特别适用于铁路、公路、水利用的基床、地基、挡墙、盲沟、渗沟、边坡等领域排水材料通水性能测试。附图说明本说明书包括如下两幅附图：图1是本专利技术一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置的结构示意图；图2是沿图1中A-A线的剖视图；图中示出零部件名称及所对应的标记：箱体10，上部容水腔101，下部填料腔102，进水口11，试样横向入口12，密封环13，溢流装置14，排水材料试样20，碎石层21，粉砂层22，承压底板23，渗水孔231，承压轴24，压力传感器241，承压顶板25。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明。参照图1，本专利技术一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置包括：竖立的箱体10，具有上端口和上部容水腔101、下部填料腔102，箱体10侧壁上设置有与上部容水腔101相通的进水口11、供排水材料试样20水平插入下部填料腔102内的试样横向入口12，且在进水口11以下竖向间隔设置与上部容水腔101相通的溢流装置14；试验用岩土体，填筑于下部填料腔102内；法向施压构件，设置于箱体10上部，其下端作于试验用岩土体上表面，且具有连通上部容水腔101与下部填料腔102的渗流通道，并固定安装有压力传感器241。所述试样横向入口12的端面与排水材料试样20的截面相适配。对于平面类排水材料制备的排水材料试样20，试样横向入口12的端面为矩形孔。对于管状类水材料制备排水材料试样20，试样横向入口12的端面为圆形孔。参照图1，所述排水材料试样20水平插入下部填料腔102内，其外端露出试样横向入口12一定长度，于试样横向入口12处设置作用于箱体10侧壁和排水材料试样20表面的密封环13。所述试验用岩土体包括分层铺填于下部填料腔102内的碎石层21、粉砂层22，排水材料试样20被埋设于碎石层21内，粉砂层22分层铺填压实于碎石层21之上，避免发生管涌现象。所述碎石层21的碎石填料粒径应满足以下要求：大于20mm颗粒的质量超过总质量的50％，细粒含量小于5％，不均匀系数Cu≥5，Cc＝1～3。所述粉砂层22的粉砂填料粒径应满足以下要求：大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50％。参照图1，所述法向施压构件由竖向间隔设置的承压底板23、承压顶板25和将两者连接为一体的承压轴24构成，承压顶板25位于进水口11以上一定距离，承压底板23作用于试验用岩土体上表面。所述渗流通道为承压底板23板面上分布设置的渗水孔231，压力传感器241固定安装在承压底板23底面的中央部位上。对于平面类排水材料制备的排水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是它包括：竖立的箱体(10)，具有上端口和上部容水腔(101)、下部填料腔(102)，箱体(10)侧壁上设置有与上部容水腔(101)相通的进水口(11)、供排水材料试样(20)水平插入下部填料腔(102)内的试样横向入口(12)，且在进水口(11)以下竖向间隔设置与上部容水腔(101)相通的溢流装置(14)；试验用岩土体，分层铺填于下部填料腔(102)内；法向施压构件，设置于箱体(10)上部，其下端作于试验用岩土体上表面，且具有连通上部容水腔(101)与下部填料腔(102)的渗流通道，并固定安装有压力传感器(241)。

【技术特征摘要】
1.一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是它包括：竖立的箱体(10)，具有上端口和上部容水腔(101)、下部填料腔(102)，箱体(10)侧壁上设置有与上部容水腔(101)相通的进水口(11)、供排水材料试样(20)水平插入下部填料腔(102)内的试样横向入口(12)，且在进水口(11)以下竖向间隔设置与上部容水腔(101)相通的溢流装置(14)；试验用岩土体，分层铺填于下部填料腔(102)内；法向施压构件，设置于箱体(10)上部，其下端作于试验用岩土体上表面，且具有连通上部容水腔(101)与下部填料腔(102)的渗流通道，并固定安装有压力传感器(241)。2.如权利要求1所述的一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是：所述试样横向入口(12)的端面与排水材料试样(20)的截面相适配，为矩形孔或者形圆形孔。3.如权利要求2所述的一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是：所述排水材料试样(20)水平插入下部填料腔(102)内，其外端露出试样横向入口(12)一定长度，于试样横向入口(12)处设置作用于箱体(10)侧壁和排水材料试样(20)表面的密封环(13)。4.如权利要求1所述的一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是：所述试验用岩土体包括分层铺填于下部填料腔(102)内的碎石层(21)、粉砂层(22)，排水材料试样(20)被埋设于碎石层(21)内，粉砂层(22)分层铺填压实于碎石层(21)之上。5.如权利要求4所述的一种考虑淤堵条件的排水材料通水性能测试装置，其特征是：所述碎石层(21)的碎石填料粒径应满足以下要求：大于20mm颗粒的质量超过总质量的50％，细粒含量小于5％，不均匀系数Cu≥5，Cc＝1～3；所述粉砂层(22)的粉砂填料粒径应满足以下要求：大于0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泉，高柏松，徐骏，肖飞知，薛元，曾永红，古欣，陈珊，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51