[发明专利]一种裂隙材料渗流测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种渗流测试系统，特别是关于一种裂隙材料渗流测试仪。

背景技术

固体材料中裂隙的存在会很大程度上改变材料固有的渗透性，要正确评价裂隙对固体工程材料的影响，就需要定量测定裂隙的渗流量。目前，包括容器和废物处置等诸多的工程领域对材料的渗透性有明确的要求，而工程结构材料在正常使用条件下由于自身的脆性或者由于外部偶然荷载的作用会产生不同类型的裂隙，准确测试这些裂隙的渗流量对正确设计和评估结构的渗透性和密闭性有重要作用。

针对材料裂隙形态的不同，裂隙渗流量的测量有两种基本途经：(1)以多条裂隙为研究对象，测量含有一组裂隙的材料试件的渗流量；(2)以单一裂隙(裂缝)为研究对象，研究具体的某一裂隙的渗流过程。前者，法国学者Breysse等1994年研发的BIPEDE裂隙渗流装置可以用于研究水泥混凝土脆性材料在拉伸荷载作用下自然产生的多条裂隙的渗流量；后者，以丹麦学者Edvardsen于1999年发表的混凝土材料裂隙渗透装置为代表。但后者渗透装置中的裂隙是通过人工方法由两个混凝土成型面模拟实现的，并非真正的材料断裂表面。

近年来的研究表明，在渗流过程中，材料断裂表面的粗糙度、断裂表面可能与流体发生的物质交换和化学反应同样都对渗流量产生较大影响。因此，测试单个的真实断裂面构成的裂隙渗流量，对判断材料断裂后的渗流特性才真实有效。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种裂隙材料渗流测试仪。该仪器可直接测量单个裂隙的渗流量，操作简便；可对同一裂隙进行反复测试，测试结果可靠。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种裂隙材料渗流测试仪，其特征在于：包括一水箱，水箱的出水口通过连接导管连接到一流量装置，在连接导管上设置一进水阀门，渗流装置上安装有压力表和出水阀门，在渗流装置下方设置有一收集漏斗，收集漏斗连接到计量容器；所述渗流装置包括一上腔体，所述上腔体通过螺栓分别和两个下垫板相连，在所述上腔体和两个下垫板之间夹设有渗流试样，所述渗流试样侧面套有橡胶套和卡箍，所述渗流试样与上腔体之间形成有密闭的储水空腔。

所述压力表和出水阀门设置在上腔体上，所述上腔体与连接导管连通。

所述收集漏斗设置在两所述下垫板之间，并在所述渗流试样下方的位置。

所述渗流装置由一渗流装置支架支撑，所述渗流装置与水箱之间具有一定高度差。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明以单一裂隙材料为研究对象，并且裂隙是在自然条件下形成的真实裂隙，因此测定的渗流特性更加真实有效。2、本发明设计一种密闭的渗流装置，使得流体完全由材料裂隙渗透而过，对于测定裂隙的渗流特性完全准确。3、在渗流试样外侧面套设一橡胶套和卡箍，一方面使得试样裂隙可调，另一方面可以保证试样周围密封，使得水只能从裂隙中流过。总之，本发明的结构设置更加接近于真实情况，对于测定结构断裂的特性更准确。

附图说明

图1是本发明测定仪的总体布置图

图2是渗流装置的结构示意图

图3是试样与橡胶套、卡箍的装配示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。

如图1所示，本发明主要由以下几部分组成：水箱1、进水阀门2、连接导管3、渗流装置4、渗流装置支架5、收集漏斗6和计量容器7。

水箱1的出水口通过连接导管3连接到流量装置4，在连接导管3上设置一进水阀门2。渗流装置4由渗流装置支架5支撑，在渗流装置4上安装有渗流试样8，在渗流装置4下方设置有一收集漏斗6，用以收集由渗流装置4流下来的水(或其它渗流试剂)。收集漏斗6收集由渗流装置4流下的水并引流到计量容器7，通过计量容器7计算从渗流装置4渗流下来的水量。

如图2所示，本发明的渗流装置4包括上腔体41、下垫板42、卡箍43、橡胶套44和连接螺栓45等。上腔体41为一具有内腔的结构体，在上腔体41上设置有渗流入水口46和出水阀门47，渗流入水口46与连接导管3相连。上腔体41通过两个连接螺栓45分别和两个下垫板42相连，组成装置的框架。在上腔体41和两个下垫板42之间留有空间，在此空间内设置有环形的卡箍43和环形的橡胶套44，其中橡胶套44在内，卡箍43在外。做试验时，在橡胶套44内套入渗流试样8，外边用卡箍43卡紧，并将上腔体41和下垫板42用螺栓拧紧，由此在上腔体41和渗流试样8之间便形成一密闭的储水空腔。