憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，包括如下步骤：1）提供两个容纳槽，将两个容纳槽置于温控室内；2）将两个容纳槽进行装样缩放并模拟实际应用原型；两个容纳槽进行装样时埋设温度水分监测探头，温度水分监测探头接入数据采集器或PC端；3）调控温控室的温度和容纳槽的底部温度，使装样样品形成温差；4）以室内模型在时间变化过程中样品湿度变化数据为依据，将原型中防渗透气砂层的渗透性能变化趋势转换为室内模型中渗透气砂层的渗透性能趋势，并进行评价。本发明专利技术可以模拟工程中发生的毛细水上升、水分迁移等水力活动，且测试结果可体现渗透系数类指标，可用于评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果。于评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果。于评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果。

【技术实现步骤摘要】
憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法及装置


[0001]本专利技术涉及防渗透气颗粒材料性能测试，具体涉及一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法及试验装置。

技术介绍

[0002]防渗透气颗粒是一种利用金矿尾矿、铅锌尾矿、风积沙、荒漠沙等骨料颗粒为主要原料制备而成，具有透气性能的防渗材料，防渗透气颗粒在现代农业、建筑、交通、生态保护和环境治理等领域具有广泛的应用前景，可以有效解决人类当前面临的水资源短缺、土壤环境恶化等难题，但在处治工程渗漏、路基土湿陷及二次盐渍化问题时存在现有技术难以评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果的问题。
[0003]目前防渗透气颗粒防渗性能测试采用的是防渗透气颗粒专用的测试装置，该装置通过加水加压，现实了对无粘性且憎水的防渗透气颗粒进行防渗、透气性能测试，但测试过程未模拟工程中伴随干湿、冻融循环等过程发生的毛细水上升、水分迁移等水力活动，测试结果未体现渗透系数类指标，不能直接用于工程防渗中的渗透性评价，且测试方法不能验证长期隔水效果。
[0004]另外，土工试验中的土工渗透仪分常水头渗透仪和变水头渗透仪，变水头渗透仪不适用于无粘性的颗粒，且装样容器内壁面与防渗透气颗粒无法形成隔水膜，将增加试验误差。常水头渗透仪适用于有透水性的无粘性颗粒料，并不适用于憎水颗粒，因此，防渗透气颗粒不适用于土工渗透仪进行渗透系数评价。
[0005]基于以上
技术介绍
中的问题，本领域技术人员提出了一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法及试验装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法及试验装置，以解决防渗透气颗粒现有防渗、透气性能测试方法未模拟工程中发生的毛细水上升、水分迁移等水力活动，且测试结果未体现渗透系数类指标，不能直接用于工程防渗中的渗透性评价，现有技术难以评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果的问题，以及现有土木渗透仪适用性差的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，包括如下步骤：1）提供两个具有底部加热功能并具有保温结构的容纳槽，将两个容纳槽置于温控室内；2）将一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层；将另一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、对比材料层、非饱和状态填筑黄土层；两个容纳槽进行饱和状态填筑黄土层和非饱和状态填筑黄土层铺设时，均沿纵向间隔埋设多个温度水分监测探头，多个所述温
度水分监测探头接入数据采集器或PC端；3）调控温控室的室温和两个容纳槽的底部温度，使两个容纳槽内饱和状态填筑黄土层的下表面和非饱和状态填筑黄土层的上表面同步地产生温差；4）以室内模型在时间变化过程中饱和状态填筑黄土层和非饱和状态填筑黄土层中湿度变化数据为依据，将原型中防渗透气砂层的渗透性能变化趋势转换为室内模型中渗透气砂层的渗透性能趋势，并进行评价。
[0008]进一步，所述步骤2）中，透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层铺设时，铺设厚度以实际应用的原型进行比例缩放，缩放比例即空间相似比，空间相似比确定后按热传导相似准则确定时间相似比，使室内模型与原型建立空间和时间上的联系。
[0009]进一步，所述空间相似比和时间相似比满足：其中，指时间层面相似比，指空间层面相似比；为实际拟模拟时间， 为室内模拟时间；为现场实际工程的长宽高，为室内模型的长宽高。
[0010]进一步，所述步骤2）中，防渗透气砂层下表面形成有外凸的框型结构并与容纳槽内壁贴合。
[0011]进一步，所述步骤2）中，温度水分监测探头在容纳槽内横向间隔布设至少两组。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法中的试验装置，该装置包括：保温槽，其内壁设有保温隔热层；调温板，其设在保温槽内部底壁上；保温隔板，其设在保温槽中部，并将保温层分隔成两个独立槽，保温隔板同时与保温槽相对的侧壁及调温板上表面密封连接。
[0013]进一步，所述调温板包括中空导热板、设在中空导热板内的导热水管，所述导热水管在中空导热板内部蛇形排布，所述导热水管一端延伸至保温槽外侧。
[0014]进一步，所述中空导热板上表面设有缓释降温层。
[0015]进一步，所述缓释降温层包括铺设在中空导热板上表面的石英石块、填充在石英石块中的河砂、包覆在石英石块和河砂外侧的防水隔膜。
[0016]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术模拟填土工程中伴随干湿、冻融循环等作用，由温度梯度主导的毛细水上升、水分迁移等水力活动代替传统通过加水加压测定憎水颗粒的防渗性能的方式，解决了现有技术难以评价防渗透气颗粒工程防渗长期效果的问题；2、本专利技术将室内模型与原型建立空间和时间上的联系，以室内模型在时间变化过
程中饱和状态填筑黄土层和非饱和状态填筑黄土层中湿度变化数据为依据，类推出原型中防渗透气砂层的渗透性能，该种方式稳定、便捷、可靠，利于准确评价防渗透气砂层的长期防渗性能；3、本专利技术利用容纳槽与温控室的配合使饱和状态填筑黄土层的下表面和非饱和状态填筑黄土层的上表面同步地产生温差，能够更加便捷的模拟干湿、冻融循环的变化过程。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中防渗透气颗粒隔水层10年后隔水性能室内试验模拟测试演变图；图2为本专利技术中试验装置的结构示意图；图3为本专利技术中试验装置的俯视结构示意图。
[0018]其中，1
‑
保温槽；2
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调温板；3
‑
保温隔板；4
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保温隔热层；5
‑
中空导热板；6
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导热水管；7
‑
缓释降温层。
具体实施方式
[0019]以下结合附图对本专利技术优选实施例进行说明。
[0020]如图1至3所示，一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，该方法包括如下步骤：1）提供两个容纳槽；容纳槽内壁设有保温结构层，保温结构层可以采用硅酸铝岩棉板或聚氨酯发泡板；两个容纳槽中的一个用于试验使用，另一个用于对比使用；两个容纳槽均放置在温控室内，利用温控室的温度调节功能来影响容纳槽端口处材料层的温度变化，容纳槽的保温结构层用于避免温控室的温度对容纳槽内壁周围及底面产生影响；容纳槽具有底部加热功能，可通过电加热板实现加热，也可通水循环放热方式实现底部加热，其他适当方式亦可应用。
[0021]2）将一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层；将另一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、对比材料层、非饱和状态填筑黄土层；透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层铺设时，铺设厚度以实际应用的原型中的材料层厚度进行比例缩放，缩放比例即空间相似比，实际应用的原型中的长宽高由容纳槽内部的长宽高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，其特征在于，包括如下步骤：1）提供两个具有底部加热功能并具有保温结构的容纳槽，将两个容纳槽置于温控室内；2）将一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层；将另一个容纳槽由底部向上方逐层铺设透水石层、饱和状态填筑黄土层、对比材料层、非饱和状态填筑黄土层；两个容纳槽进行饱和状态填筑黄土层和非饱和状态填筑黄土层铺设时，均沿纵向间隔埋设多个温度水分监测探头，多个所述温度水分监测探头接入数据采集器或PC端；3）调控温控室的室温和两个容纳槽的底部温度，使两个容纳槽内饱和状态填筑黄土层的下表面和非饱和状态填筑黄土层的上表面同步地产生温差；4）以室内模型在时间变化过程中饱和状态填筑黄土层和非饱和状态填筑黄土层中湿度变化数据为依据，将原型中防渗透气砂层的渗透性能变化趋势转换为室内模型中渗透气砂层的渗透性能趋势，并进行评价。2.如权利要求1所述的一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，其特征在于，所述步骤2）中，透水石层、饱和状态填筑黄土层、防渗透气砂层、非饱和状态填筑黄土层铺设时，铺设厚度以实际应用的原型进行比例缩放，缩放比例即空间相似比，空间相似比确定后按热传导相似准则确定时间相似比，使室内模型与原型建立空间和时间上的联系。3.如权利要求2所述的一种憎水颗粒防渗、隔水性能测试室内模型试验方法，其特征在于，所述空间相似比和时间相似比满足：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：范善智，刘喜远，杨艳华，张洮，
申请(专利权)人：甘肃省交通科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：