[发明专利]海绵城市设施渗透蓄水特性双环同步渗透仪及检测方法

说明书

本发明公开了一种海绵城市设施渗透蓄水特性双环同步渗透仪及检测方法，包括双环渗透仪；所述双环渗透仪的外环体和内环体之间铺设有环形隔水薄膜；内环体内铺设有圆形隔水薄膜；外环体和内环体均由不锈钢制成；环形隔水薄膜的外侧边被第一环形柔性磁铁固定在外环体内表面，环形隔水薄膜的内侧边被第二环形柔性磁铁固定在内环体外表面。本发明通过隔水薄膜将双环渗透仪底面密封，并且注水后将隔水薄膜同时提出，从而保证双环渗透仪的外环体和内环体内的水几乎同时与地面/地层接触并且渗水，大大降低了内、外环体内水分横向相互渗透对渗透性测试结果的影响，从而便于获得地面/地层更准确的垂直渗透率。

技术领域：

本发明属于海绵城市设施——透水路面结构的渗透性、蓄水能力检测领域，包括对透水铺装+渗透性较高砂层组合的地层，具体涉及一种海绵城市设施渗透蓄水特性双环同步渗透仪及检测方法。

背景技术：

在岩土渗透性测试领域，对于高渗透性土层，一般采用如图1a所示单环渗透仪。对于低渗透性地层，则采用如图1b所示的现有双环渗透仪产品。

海绵城市设施——透水、蓄水铺装结构在铺设之初，属于高渗透性材料，原则上可以使用单环渗透仪进行测试。但是随着海绵城市设施使用时间延长，一般在1年以后，透水铺装的上层逐渐被外界泥沙、灰尘堵塞，渗透系数显著下降，这时候，仍使用单环渗透仪就不合适了，工程中普遍没有注意到这个问题，导致测试效果较差。

双环渗透仪虽然常用在低渗透性地层测试中，但是实际上也适用于高渗透性土层测试。因此对于海绵城市设施，应采用双环渗透仪更为合理。

发现单渗透仪不适用于适用一年以后的海绵城市设施——透水、蓄水铺装结构测试，提出将双环渗透仪用于海绵城市设施——透水、蓄水铺装结构测试，是本发明的第一个创新。

本发明的第二个创新是，发现现有双环渗透仪存在缺陷，并进行了改进。

双环渗透仪具有双环结构，双环上方分别各自对应1个储水瓶。测试的操作方法是，将双环固定的测试对象的表面，在储水瓶中装入一定量的水。测试开始时候，同时打开两个玻璃储水瓶的开口，让水分别贯入双环所围的空间，水分别从内环和外环的地表渗入地层。

这个试验的基本原理，就是利用外环水下渗形成的渗透场限制内环的水分向横向渗透，确保内环水只向下渗透，保证所测地面渗透系数为内环下渗区的渗透系数，以此代表透水地层的渗透性。如果没有外环，内环水不仅沿竖向往下渗，而且还会横向渗透，导致内环下渗区的渗透系数测不准，导致透水地层的渗透性测不准。因此，在整个测试过程中，外环的作用很重要。

从上图1b可见，现有双环渗透仪，两个储水瓶的水下落，从一接触地面就开始下渗了，因此在测试过程中很难保证内外环水高度相同。双环渗透仪如果不能保证测试过程中，内外环水高度相同，测试结果将出现误差，误差的大小，随测试对象的渗透性不同而不同，测试对象渗透性越高，测试误差越大。当地表的渗透系数较低时，水在内外环均匀分布过程中下渗较少，其内外环水高度不平衡尚可忽略，因此现有的双环渗透仪可用来测试渗透系数不高的地面。但是对于透水路面、砂砾层表面等渗透性高的地面或地层，水在内外环均匀分布过程中下渗很多，在极端的情况下，甚至在整个测试过程中，外环的水高度都无法保持同一高度，因此，现有双环渗透仪不适合高渗透性地面/地层竖向渗透性的测试。改进的重点在于，如何实现测试过程中，开始下渗的瞬间，内外环的水柱在同一高度。

本发明的第三个创新是，通过测试内环渗水量与时间的关系，可以判断，海绵城市设施的蓄水能力。如图1b所示，从内环渗透一开始，就测试内环水位下降量与时间的关系，当水位下降突然变慢时，说明内环渗水已经达到海绵城市设施的底部。这时，内环渗出的总水量就是海绵城市设施在内环测试面积范围内的蓄水能力。

发明内容：