[发明专利]一种检测赫尔-肖氏薄板中颗粒孔隙率的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种检测赫尔‑肖氏薄板中颗粒孔隙率的试验装置，包括密封摄影棚、赫尔‑肖氏盛颗粒玻片架、无影灯、CCD相机和数据处理系统；赫尔‑肖氏盛颗粒玻片架上安装有N个赫尔‑肖氏盛颗粒玻片；N个赫尔‑肖氏盛颗粒玻片是厚度相同，但其中的颗粒试样的密实度不一样；无影灯设置在赫尔‑肖氏盛颗粒玻片架的正上方，CCD相机设置在赫尔‑肖氏盛颗粒玻片的正下方并通过通讯接口与数据处理系统相连；数据处理系统包括安装在一台计算机中的图像识别软件，用于接收、记录和处理来自于CCD相机的数据，并以图片的透光程度作为判别指标来辨别统一厚度薄颗粒层的孔隙率。本发明可用于检验赫尔‑肖氏薄板中干燥颗粒试样的密实程度及其均匀性。

技术领域

本发明涉及水利及岩土工程试验技术领域，特别涉及一种配合赫尔-肖氏渗流侵蚀试验的颗粒试样密实度检验方法。

背景技术

试样初始密实均匀程度会对试验结果有直接影响。现有赫尔-肖氏薄板试验，是在颗粒试样填装完成后直接开展试验，没有对试样的密实程度及均匀性进行任何检验。试验结果表明：无论在吹气、还是注入液体的外力作用下，试样通常都会优先从初始缺陷处率先破坏。这种因为没有对试样的密实程度和均匀性进行检验，而由试样初始缺陷而导致的试验失败，严重影响了本领域的科研进步。

为得到精确的试验结果，急需提出一种试样均匀及密实程度的检验装置及方法，在试验前对试样进行科学的量化标定。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种基于透光度的赫尔-肖氏薄板中均匀颗粒密实度及均匀性的检验装置及方法，本发明所述方法首次提出用透光度标定薄层颗粒试样的试验方法，具有巨大的科研意义。

本发明的一个目的在于提出一种合理、可行的赫尔-肖氏薄板试样检验方法。通过此装置标定试样的密实及均匀程度以避免因初始缺陷而导致的试验失败，从而解决了赫尔-肖氏薄板试验薄颗粒层试样密实度及均匀性不可检验的问题，完善了赫尔-肖氏薄板试验方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种检测赫尔-肖氏薄板中颗粒孔隙率的试验装置，包括一密封摄影棚，在所述密封摄影棚内设有光源、CCD相机和一圆形的赫尔-肖氏盛颗粒玻片架；所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架顶部的板面上设有N个用于嵌装赫尔-肖氏盛颗粒玻片的安装卡槽；每个安装卡槽中均嵌装有一个赫尔-肖氏盛颗粒玻片；所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片包括盒体，所述盒体设有抽拉式的盖板；所述光源为无影灯，所述无影灯设置在所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架的正上方，所述无影灯的直径尺寸与所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架的尺寸相符；所述CCD相机设置在所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片的正下方，所述CCD相机的镜头朝向所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片，所述CCD相机通过通讯接口连接至一数据处理系统；所述数据处理系统包括安装在一台计算机中的图像识别软件，所述数据处理系统接收、记录和处理来自于所述CCD相机的数据。

进一步讲，本发明所述的的检测赫尔-肖氏薄板中颗粒孔隙率的试验装置，其中，所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架由刚性不透光材质制作，所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架的顶部板面上的N个安装卡槽的大小和形状相同，并与所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片中的盒体的外形相配合。

所述盒体具有相对的两个平行的侧壁，两个侧壁的内表面上设有位置对正的插拔槽，所述盖板与所述插拔槽滑动配合，以实现盒体的打开或关闭。

所述盒体和盖板的材料均为玻璃钢透明材料。

所述盒体的高度为0.5～3.0mm。

N个赫尔-肖氏盛颗粒玻片的盒体的高度相同。

所述无影灯固定于所述赫尔-肖氏盛颗粒玻片架以上的3cm高度位置。

所述CCD相机采集图片的光线仅为所述无影灯穿过赫尔-肖氏盛颗粒玻片所得到的光线。

同时，本发明还提出了利用上述检测赫尔-肖氏薄板中颗粒孔隙率的试验装置的方法步骤包括：