專利名稱：塑性混凝土滲透試驗裝置及其試驗方法
技術領域：
本發明涉及一種滲透試驗裝置及試驗方法，尤其是一種塑性混凝土滲透試驗裝置及其試驗方法。
背景技術：
塑性混凝土是一種以膨潤土、粘土等摻和材料取代普通混凝土中的部分水泥而形成的一種柔性防滲體材料，有著彈性模量低、極限應變高、抗滲性能好的特點。近年來，塑性混凝土被廣泛應用于水利工程大壩基礎的防滲材料及提防防滲加固的連續墻中。抗滲性是塑性混凝土的一項重要指標，目前尚未有定型的塑性混凝土滲透儀產品。中國專利申請201010249720. 3公開了一種測定塑性混凝土滲透系數的試驗方法，該方法采用制作6個試件，將黃油與粉煤灰或水泥按重量比1 2 2. 5混合制成密封材料，用于試件與試模的密封。將滲透儀的水壓力依次加至0. 2MP，恒壓6小時，劈開試件分十等分量取滲水高度，按下式Kr = aD2m/2TH計算該試件的相對滲透系數。六個試件的滲透系數的平均值即為該塑性混凝土的滲透系統。由于目前國內還未有適合塑性混凝土滲透試驗的專用設備和相應試驗規范。工程上求取塑性混凝土滲透系數，大多采用其它試驗的專用設備模擬進行塑性混凝土的滲透試驗。該專利申請就是利用了混凝土抗滲儀并套用其試驗方法及試件尺寸來模擬塑性混凝土的滲透試驗。其缺點如下1.以平均滲水高度來求取塑性混凝土滲透系數，物理意義不明確，不能測出試件在一定時間內穩定滲流下的滲流量，因此，不能準確確定塑性混凝土滲透系數。2.由于塑性混凝土是非勻質材料，在同一時間內各測點的滲水高度不同，以試樣的劈裂面這一個面的滲水高度，來作為整個試件的滲水高度，并由此求取滲透系數，試驗結果的真實性得不到保證，所得數據僅在工程的設計施工中參考使用。中國專利201020257433. 2公開了一種混凝土滲透性測試裝置，其包括土工三軸儀，還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管和下游水管，壓力容腔呈圓筒狀，測試的混凝土試樣外側套設有橡皮膜，該試樣上端設有上透水石，試樣下端設有下透水石，上透水石和上透水石位于壓力容腔內，上透水石上端設有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水管穿過加壓帽與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸。該專利滲透試驗裝置是目前定型的土工三軸剪力儀產品，是測定土的抗剪強度的專用設備，該專利滲透試驗裝置并沒有做出特別的改進，僅僅是在定型的土工三軸剪力儀上做了不同材料的試件，采用了不同試驗方法，進行了滲透試驗。只是一種滲透試驗方法的嘗試。其缺點1.試驗原理物理意義不明確。只是通過試件上下游壓力隨時間的變化換算得到的試驗結果，而不能直觀反映在一定時間內得到的滲流量值，試驗結果的真實性和正確性得不到保證，結果僅能參考使用。
2.試樣尺寸用土的三軸剪力儀試樣的固定尺寸，gp Φ39. IXSOmm和 Φ61.8Χ 125mm.。對于滲透試驗的試樣來說，上述試樣尺寸在徑高比上非常不合理，不能滿足混凝土和塑性混凝土中拌和物砂石粒徑要求，設備局限性強，只能做較細顆粒、均勻試件的滲透試驗。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種操作簡單、使用方便、能夠快速測定試樣滲透系數的塑性混凝土滲透試驗裝置。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案一種塑性混凝土滲透試驗裝置，其特征在于，包括壓力控制柜以及與其相連的塑性混凝土滲透儀，所述塑性混凝土滲透儀包括底座，底座上部設有一個可旋轉的連接環，連接環與底座通過外部的若干把手相連；連接環通過螺紋與其上部的壓力室相連，壓力室通過螺紋與其上部的上蓋相連；上蓋與底座之間通過若干立柱相連；所述上蓋中心設置有位于壓力室內上部的頂帽，頂帽上部通過活動上蓋把手連接固定于上蓋上，壓力室內底部的底座上設有與頂帽相對應的底帽，所述底帽上設有貫穿底帽和底座的滲透壓力接管和下排水排氣管；所述頂帽上設有與壓力室試件相通且貫穿活動上蓋的周圍壓力管、上排水排氣管和接量管的管路。所述把手一端部分固定連接在連接環上，通過旋轉緊固在底座外壁上。所述連接環與底座之間，壓力室與上蓋、連接環之間，頂帽與上蓋之間，以及底帽與底座之間均設有密封環。所述壓力室為圓筒形螺旋堅固式壓力室，其采用透明材料制作而成。一種塑性混凝土滲透試驗裝置試驗方法，包括以下步驟1).試驗前將準備好的試樣參照三軸剪力試驗方法，將試樣裝入塑性混凝土滲透儀的壓力室內頂帽和底帽之間，且試樣的上下部分別設有透水石，通過把手旋緊壓力室，并檢查壓力室是否有漏氣現象；2).確定壓力室密封完好后，施加0. 01-0. 05Mpa水頭壓力，將裝試樣時帶入乳膠膜與試樣之間的空氣通過排氣管排出，或采用真空抽氣裝置把氣體抽出；3).當試樣內部排氣完成后，在壓力室內施加0.05-0. IOMpa的周圍壓力，將試樣內部多余水排出，當確定無多余水和氣體后，方可進行滲透試驗；4).滲透試驗時，在壓力室內施加設定好的圍壓和滲透水壓進行滲透試驗；為確保試驗結果的準確性，試驗時滲透壓力要小于壓力室內圍壓，確保乳膠膜貼緊試樣，防止繞滲；5).隨后持續觀測量管讀數，直至滲流穩定，開始讀數記錄。連續記錄5-10次滲流量讀數，得到第一次與最后一次讀數時間間隔內的穩定滲流量，按達西定律計算滲透系數
權利要求
1.一種塑性混凝土滲透試驗裝置，其特征在于，包括壓力控制柜以及與其相連的塑性混凝土滲透儀，所述塑性混凝土滲透儀包括底座，底座上部設有一個可旋轉的連接環，連接環與底座通過外部的若干把手相連；連接環通過螺紋與其上部的壓力室相連，壓力室通過螺紋與其上部的上蓋相連；上蓋與底座之間通過若干立柱相連；所述上蓋中心設置有位于壓力室內上部的頂帽，頂帽上部通過活動上蓋把手固定連接于上蓋上，壓力室內底部的底座上設有與頂帽相對應的底帽，所述底帽上設有貫穿底帽和底座的滲透壓力接管和下排水排氣管；所述頂帽上設有與壓力室試件相通且貫穿活動上蓋的周圍壓力管、上排水排氣管和接量管的管路。
2.根據權利要求1所述的塑性混凝土滲透試驗裝置，其特征在于，所述把手一端部分固定連接在連接環上，另一部分通過螺旋緊固在底座外壁上。
3.根據權利要求1所述的塑性混凝土滲透試驗裝置，其特征在于，所述連接環與底座之間，壓力室與上蓋、連接環之間，頂帽與上蓋之間，以及底帽與底座之間均設有密封環。
4.據權利要求1所述的塑性混凝土滲透試驗裝置，其特征在于，所述壓力室為圓筒形螺旋緊固式壓力室，其采用透明材料制作而成。
5.一種塑性混凝土滲透試驗裝置試驗方法，包括以下步驟1)·試驗前將準備好的試樣按照標準規定的三軸剪力試驗方法，將試樣裝入塑性混凝土滲透儀的壓力室內頂帽和底帽之間，且試樣的上下部分別設有透水石，通過把手旋緊壓力室，并檢查壓力室是否有漏氣現象；2).確定壓力室密封完好后，施加0.01-0. 05Mpa水頭壓力，將裝試樣時帶入乳膠膜與試樣之間的空氣通過排氣管排出，或采用真空抽氣裝置把氣體抽出；3).當試樣內部排氣完成后，在壓力室內施加0.05-0.IOMpa的周圍壓力，將試樣內部多余水排出，當確定無多余水和氣體后，方可進行滲透試驗；4).滲透試驗時，在壓力室內施加設定好的圍壓和滲透水壓進行滲透試驗；為確保試驗結果的準確性，試驗時滲透壓力要小于壓力室內圍壓，確保乳膠膜貼緊試樣，防止繞滲；5).隨后持續觀測量管讀數，直至滲流穩定，開始讀數記錄。連續記錄5-10次滲流量讀數，得到第一次與最后一次讀數時間間隔內的穩定滲流量，按達西定律計算滲透系數式中，k為滲透系數，cm/s ；Q為t時間內滲透過介質的水量，cm3 ；A為試件截面積，cm2 ； L為試件高度，cm ；H為作用水頭，cm ； (IMpa相當于IOOm水頭)；t為滲透時間，S。至此，滲透試驗完成。
6.根據權利要求5所述的塑性混凝土滲透試驗裝置試驗方法，其特征在于，所述步驟 1)中所述試樣準備時，在試樣較粗糙的周邊均勻地涂上硅橡膠，再在試樣外圍套上乳膠膜后施加圍壓，使乳膠膜與試樣緊貼，成功地堵住了各種可能側向滲透通道，保證了試驗結果的準確性。
全文摘要
本發明涉及一種塑性混凝土滲透試驗裝置，包括壓力控制柜以及與其相連的塑性混凝土滲透儀，所述塑性混凝土滲透儀包括底座，底座上部設有一個可旋轉的連接環，連接環與底座通過外部的若干把手相連；連接環通過螺紋與其上部的壓力室相連，壓力室通過螺紋與其上部的上蓋相連；上蓋與底座之間通過若干立柱相連；所述上蓋中心設置有位于壓力室內上部的頂帽，頂帽上部通過活動上蓋把手連接固定于上蓋，壓力室內底部的底座上設有與頂帽相對應的底帽，所述底帽上設有貫穿底帽和底座的滲透壓力接管和下排水排氣管；所述頂帽上設有與壓力室試件相通且貫穿活動上蓋的周圍壓力管、上排水排氣管和接量管的管路。本發明同時還公開該裝置的試驗方法。
文檔編號G01N15/08GK102353624SQ201110191480
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者姚坤, 張禾, 朱傳磊, 楊萌, 王眾, 王錦龍, 王飛, 馬德富 申請人:山東省水利科學研究院