[发明专利]一种测试透水材料透水系数的装置及方法

权利要求书

1.一种测试透水材料透水系数的装置，其特征在于，包括储水罐(1)、进水管(2)、加压泵(3)、调节计(4)、进水孔(16)、溢流槽(5)、透水柱(6)、稳压孔(7)、挡水板(8)、透水罐(9)、透水孔(10)、检测柱(11)和检测管(12)；所述进水管(2)用于将储水罐(1)中的水通过加压泵(3)加压和调节计(4)调节流量后经由进水孔(16)输入至溢流槽(5)中；所述溢流槽(5)底部环绕透水柱(6)外壁，所述溢流槽(5)用于将高出透水柱(6)上表面的水均匀地输入透水柱(6)中；所述透水柱(6)为上下中空的柱体结构，所述透水柱(6)用于将水输至待测试块；所述稳压孔(7)平行排列于透水柱(6)外侧，所述稳压孔(7)用于控制透水柱(6)内的水位高度；所述挡水板(8)环绕透水柱(6)外壁，所述挡水板(8)用于与待测试块紧密压合；所述透水罐(9)位于透水柱(6)下端，所述挡水板(8)与透水罐(9)侧壁不密封；所述挡水板(8)通过螺栓(14)和螺母(15)与透水罐(9)底部连接；所述透水孔(10)位于透水罐(9)的下表面，所述检测柱(11)位于透水孔(10)下端，所述透水罐(9)用于承载待测试块，且与待测试块紧密压合，所述透水孔(10)用于将流经待测试块的水输至检测柱(11)；所述检测柱(11)的横截面积小于透水柱(6)的横截面积；所述检测管(12)与检测柱(11)连接，所述检测管(12)内设置有流量感应器和温度感应器。

2.如权利要求1所述的测试透水材料透水系数的装置，其特征在于，所述挡水板(8)与透水罐(9)侧壁均固定有橡胶层(13)，所述挡水板(8)与透水罐(9)通过橡胶层(13)密封连接。

3.如权利要求1所述的测试透水材料透水系数的装置，其特征在于，所述挡水板(8)下表面与透水罐(9)底部均固定有橡胶层(13)，所述挡水板(8)下表面与透水罐(9)底部通过橡胶层(13)与待测试块紧密压合。

4.如权利要求1所述的测试透水材料透水系数的装置，其特征在于，所述溢流槽(5)底部距离透水柱(6)上表面的距离为3cm-10cm。

5.如权利要求1-4任一所述装置用于测试透水材料透水系数的应用。

6.一种利用权利要求1-4任一所述装置测试透水材料透水系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将厚度不均一的待测试块上下表面切割平整，得到厚度均一的测试试块，或将厚度均一的待测试块直接作为测试试块；测量所述测试试块的厚度L₁；将该测试试块放置在透水罐底部，在该测试试块上表面盖上挡水板，通过拧紧螺栓与螺母，使该测试试块与挡水板和透水罐均紧密压合；通过螺栓上的刻度读取测试试块的厚度L₂；所述测试试块的上表面完全覆盖透水柱的底部孔洞；所述测试试块的下表面完全覆盖透水孔；

(2)打开加压泵，调节调节计，使储水罐中的水通过进水管和进水孔进入到溢流槽中；所述溢流槽中高出透水柱上表面的水均匀地输入透水柱中；

(3)待透水柱中的水面平稳后，打开水平面下方距离水平面最近的稳压孔，透水柱中位于该稳压孔以上的水流入储水罐中，透水柱中位于该稳压孔以下的水流入测试试块，流经测试试块的水经过透水孔流入检测柱中；所述检测柱中的水输至检测管中；读取检测管中的流量感应器上的出水流量Q和温度感应器上的温度T；

(4)根据公式计算计算温度为T时，所述待测试块的透水系数，其中Q为步骤(3)所述的出水流量，L为步骤(1)所述测试试块的厚度L₁或L₂，A为检测柱的横截面积，H为步骤(3)所述稳压孔下方透水柱的高度。

7.一种利用权利要求1-4任一所述装置测试透水材料标准温度下透水系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将厚度不均一的待测试块上下表面切割平整，得到厚度均一的测试试块，或将厚度均一的待测试块直接作为测试试块；测量所述测试试块的厚度L₁；将该测试试块放置在透水罐底部，在该测试试块上表面盖上挡水板，通过拧紧螺栓与螺母，使该测试试块与挡水板和透水罐均紧密压合；通过螺栓上的刻度读取测试试块的厚度L₂；所述测试试块的上表面完全覆盖透水柱的底部孔洞；所述测试试块的下表面完全覆盖透水孔；

(2)打开加压泵，调节调节计，使储水罐中的水通过进水管和进水孔进入到溢流槽中；所述溢流槽中高出透水柱上表面的水均匀地输入透水柱中；

(3)待透水柱中的水面平稳后，打开水平面下方距离水平面最近的稳压孔，透水柱中位于该稳压孔以上的水流入储水罐中，透水柱中位于该稳压孔以下的水流入测试试块，流经测试试块的水经过透水孔流入检测柱中；所述检测柱中的水输至检测管中；读取检测管中的流量感应器上的出水流量Q和温度感应器上的温度T；

(4)根据公式计算温度为T时，所述待测试块的透水系数，其中Q为步骤(3)所述的出水流量，L为步骤(1)所述测试试块的厚度L₁或L₂，A为检测柱的横截面积，H为步骤(3)所述稳压孔下方透水柱的高度；

(5)根据公式计算所述待测试块标准温度下的透水系数，其中η_T为所述待测试块在温度为T时的黏滞系数，η₁₅为所述待测试块在温度为15℃时的黏滞系数，k_T为步骤(4)所述温度为T时待测试块的透水系数。