[发明专利]测量透水材料斜坡透水能力与水石/砂分离特性的实验装置

说明书

本发明提供一种测量透水材料斜坡透水能力与水石/砂分离特性的实验装置，包括注水箱，与注水箱出水口相接的泄流槽，与注水箱的进水口相接的稳水箱，用于支撑稳水箱、注水箱、泄流槽的支架，以及第一量水箱和第二量水箱，所述泄流槽的底板上开设有用于嵌入透水材料试块的开口，开口处安装透水材料试块替代底板，所述第一水箱设置在底板开口下方，第二量水箱设置在泄流槽出口下方。本发明为透水材料的透水能力和水石分离特性的测试提供方便有效的实用工具，有利于快速评估材料的工程价值并应用于具体实际工程中。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种测量透水材料在斜面上的透水能力与水石/砂分离特性的实验装置。

背景技术

透水性是透水材料的一个非常重要的物理性质，它是指透水材料允许水透过的特性。其强弱取决于透水材料中孔隙和裂隙的大小和连通性，常以渗透系数表示。孔隙和裂隙愈大，连通性愈好，水愈易透过，如透水砖、透水混凝土、透水沥青混凝土等。反之，则不易透过，如水泥。水石(砂)分离特性是指通过某种透水材料将大部分的石(砂)和大部分的水进行分离，分离效果越佳表示透水材料的水石(砂)分离特性越好。目前现有的量测透水材料的透水能力与水石(砂)分离特性技术，主要在室内与现场进行量测。室内常见的量测方法为常水头测试法、变水头测试法；现场的量测方法则是采用透水仪法。目前这些量测方法仅能测得垂直和水平入渗的透水能力，并未考虑透水材料在斜坡上的透水能力与水石(砂)分离特性，使用目前的方法将使得斜坡上的透水能力与水石(砂)分离特性量测存在一定误差。

目前，国内应用于泥石流防治的工程手段主要可分为泥石流发源区的护坡固底工程、流动区的拦挡工程以及堆积区的排导工程，对于地震震后在流域沟道内形成大量的松散物源，既有的泥石流防治工程难以将沟道内的松散物源拦固于沟道内，因此造成泥石流灾害的发生，说明了既有的防治工程，已经不能满足震后沟道内松散物源增加的防治需求。在无法将松散物源拦固于沟道内的条件下，如何通过防治工程的透水功能，将泥石流实行水石分离，降低泥石流冲击力、流速及规模，将是震后泥石流防治在未来的发展趋势。而透水砖、透水混凝土、透水沥青混凝土由于透水性良好，取材方便，成本低廉，施工难度低，在泥石流防治领域具有可观的应用前景。

水石分离特性常用于研究泥石流防治工程和海绵城市建设等领域。水石分离是指通过某种方法将大部分的砂石和大部分的水进行分离，以方便后续的研究或实践应用。能够让大部分砂石和水分离或者全部分离的材料即水石分离效果较好的材料，具有这种特性的工程结构或材料能有效降低灾害破坏程度，缩小灾害破坏范围，减少污染，环保生态，水能再利用。在无法将松散物源拦固于沟道内的情况下发生的泥石流，考虑水石分离特性很重要且必要。针对水源这一控制条件设计水石分离结构，也不得不考虑其水石分离特性。现有技术虽有通过一系列工程结构设计以达到灾害防治效果，而针对透水材料本身研究较少，并且仅仅是针对材料本身的透水性和水石分离特性。现有技术中还未见有专门用于透水材料水石分离特性进行研究的专用试验装置。

另一方面，将透水材料应用在海绵城市道路铺装中，当城市在受到持续强降雨的影响时，海绵城市可以将水储存起来，并在将来加以利用。这是对雨水资源的可持续利用。在这种背景下，用透水材料进行水石分离来达到吸水、蓄水目的，从而成为建设海绵城市的一种较新的思路。目前，国内已有城市将透水混凝土应用于海绵城市建设中，故测量其水石分离特性对于指导实际工程应用尤为重要。

因此，提出能够同时测量透水材料在斜面上，特别是不同坡度上的透水能力和水石分离特性的试验装置，从而快速评估其工程价值并实际应用，具有重要的现实意义。

因此，提出能够同时测量透水材料透水能力和水石分离特性的试验装置，用于透水砖、透水混凝土、透水沥青混凝土等透水材料的透水能力和水石分离特性，从而快速评估其工程价值并应用于具体实际泥石流防治工程，具有重要的现实意义。

发明内容