[实用新型]一种土工布淤堵与渗透率模拟实验装置

说明书

本实用新型公开了一种土工布淤堵与渗透率模拟实验装置，包括液体输入系统和材料充填系统，所述的材料充填系统包括底座和多个透明有机玻璃管3，所述的有机玻璃管3从上往下依次堆叠设置，所述的有机玻璃管3之间采用带颈法兰连接，所述的带颈法兰上安装有土工布夹板与密封圈，所述的土工布夹板可拆卸，所述的液体输入系统与有机玻璃管3连通。该装置可以进行单层与多层充填材料时的渗透实验；可以进行多层土工布渗透与淤堵实验；可以进行干湿循环作用下充填材料与土工布的淤堵与渗透实验。

技术领域

本实用新型涉及测试土工织物透水性能技术领域，具体为一种土工布淤堵与渗透率模拟实验装置。

背景技术

在矿山与公路的边坡工程中，必须埋设包裹不同类型土工布的排渗管以降低边坡中的地下水位，避免因水位过高引发边坡失稳破坏。排渗管在几十年的长期使用后，会因土工布表面产生淤堵沉积导致失效，地下水无法流出。为分析此沉积淤堵机理，需要开展室内模拟实验，揭示土工布的淤堵过程与影响因素，同步测试其渗透率的变化规律，从而为后期排渗管的设计与淤堵防治提供基础。

对各类土体与土工布渗透率的测试，目前技术已经成熟，主要采用两种方法，即常水头渗透试验与变水头渗透试验，并形成了国家标准(GB/T 15789-2016，土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测试；GB/T 50123-1999，土工试验方法标准)。测试的主要原理是通过测量单位时间内通过垂直方向样品的水的体积，计算获得渗透系数。对于渗透系数较大的样品，通常采用常水头法，对于渗透系数小的样品，则宜采用变水头法测试。按照国家标准进行实验时，样品性质均一没有夹层存在。

对土工布淤堵现象与机理研究，通常利用室内模拟实验进行。国内易华强等(2005)、姜龙等(2006)、张国俊等(2008)、武君等(2008)、段祥宝等(2011)、顾高莉等(2011)、胡学涛等(2012)、以及李识博等(2013)均设计了适用于自己研究领域的、可以进行淤堵之后渗透率测试的实验装置。这些装置通常包括水循环系统(泵压装置、进水管、出水管及连接管线)、砂土与土工布样品充填系统、压力与渗透监测系统等几个部分。进水系统分为两类：1)从底部施加高压使水从储水容器中进入实验管道再从上部流出，然后流体进入后处理阶段，此方法测试渗透率时，施加的水压需要大于重力，计算时相当于是常水头测试的变种方法，需要将施加的压力考虑进公式中；2)利用蠕动泵将水提升至布置在上面的水箱，然后水从水箱中进行实验管道，在自重作用下渗透过充填材料，从底部出口流出，再进行后期分析阶段。根据实验目的不同，部分实验管道内布置土工布于管道底部，部分直接充填砂土未铺设土工布，实验管道仅一层，在侧壁有的布置有压力监测系统。

从现有的技术看，对土类材料进行渗透淤堵实验时，各种实验设备可以进行单一充填材料的渗透率测试，在使用过程中，存在以下几个方面的问题：1)实验中充填的土类为均一材料，若材料为多层时，测得的材料渗透系数为平均值，单层的渗透系数无法获取；2)土工布仅可以布置一层，且布置后无法进行替换，无法进行同一种溶液不同时间作用后的淤堵对比实验；3)水位控制相对简单，无法进行水位抬升与降低循环实验，分析循环作用后充填材料的渗透系数与土工布的渗透系数测试；4)实验过程中，有些设备设置有压力监测设备，很少有侧壁设置取样位置，因此无法在实验过程中取样，分析初始溶液在不同时间后成分与浓度的变化。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的旨在提供一种土工布的渗透率测试与沉积淤堵模拟实验装置，可以实现土工布与充填材料的渗透率测试，也可以进行土工布的长期浸泡与渗透率同步测试实验。

为了达到上述技术目的，本实用新型具体通过以下技术方案实现：

一种土工布淤堵与渗透率模拟实验装置，包括液体输入系统和材料充填系统，所述的材料充填系统包括底座和多个透明有机玻璃管，所述的有机玻璃管从上往下依次堆叠设置，所述的有机玻璃管之间采用带颈法兰连接，所述的带颈法兰上安装有土工布夹板与密封圈，所述的土工布夹板可拆卸，所述的液体输入系统与有机玻璃管连通。