[发明专利]一种梯度比实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种梯度比实验装置，包括装置本体，装置本体由上至下包括依次连接的上部、中部和下部；装置本体的中部外侧密封连接有移动测压组件，移动测压组件包括用于测量装置本体内孔隙水压力的测压管接头以及用于控制测压管接头沿装置本体轴向移动的位移组件，测压管接头的一端与装置本体的中部连通。本发明通过位移组件带动测压管接头上下移动，测压管接头可测量其移动范围内任意位置处的试样的孔隙水压力，不仅可以进行传统的土体土工织物系统的淤堵实验，还可以在土工织物上侧放置任意高度的垫层形成复合滤层进行淤堵实验，移动测压组件可与任何需要测量水压的实验仪器进行组装，拓宽了相关仪器的测试功能，具有节能、经济的优点。

技术领域

本发明涉及一种检测土工织物过滤性能的装置和方法，尤其涉及一种可移动测压管的梯度比实验装置及实验方法。

背景技术

土工织物作为一种反滤材料，因其具有方便施工，质量可靠，环保经济等优点，已经被广泛的用于尾矿坝，挡土墙，堤防，路基，隧道等工程的反滤排水中。但在无粘性细粒土、间隙级配无粘性土、分散性粘土等特殊土中，土工织物滤层存在被淤堵的风险，土工织物淤堵后其排水能力降低甚至完全丧失，影响工程的正常安全运行。土工织的物理淤堵是指细土颗粒挡在土工织物表面或进入土工织物内部，淤堵会导致土工织物渗透系数降低，排水能力下降。《土工合成材料应用技术规范》GBT 50290-2014中要求，当被保护土易管涌，具分散性，水力梯度高，流态复杂时，应以现场土料作试样和拟选用的土工织物进行淤堵实验，以判断土工合成材料作为某种土的滤层，是否会产生不允许的淤堵。

淤堵实验使用的实验仪器为梯度比实验装置，该实验使用梯度比值作为土工织物是否淤堵的衡量标准，梯度比的定义为土工织物及其上侧25mm厚土体的平均水力梯度与土工织物上侧25～75mm厚土体的平均水力梯度之比。《土工合成材料测试规程》SL235-2012规定了梯度比实验装置的构造和相应的实验规程，装置在土工织物以上25mm、50mm和75mm处设置了测压管，用以计算系统的梯度比值。为了应对土工织物的淤堵，还可以在土工织物上侧增加一层砂砾石滤层，形成复合滤层，通过实验发现复合滤层能有效的降低土工织物淤堵的风险，提高滤层的排水能力。在对这种复合滤层进行淤堵实验时，为了保持梯度比的定义不变，需要在复合滤层的上侧25mm、50mm和75mm处设置测压管，此时传统的梯度比实验装置已经不能满足要求。而且实验中复合滤层的厚度并不确定，改变复合滤层的厚度进行实验时，测压管的位置也需要随之改变，而目前的梯度比实验装置中测压管的位置是固定的，不能满足这一要求。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种可任意移动测压管位置以测试孔隙水压力的梯度比实验装置；本发明的第二目的在于提供上述实验装置的实验方法。

技术方案：本发明的一种梯度比实验装置，包括装置本体，所述装置本体由上至下包括上部、中部和下部；所述装置本体的中部外侧密封连接有移动测压组件，所述移动测压组件包括用于测量装置本体内孔隙水压力的测压管接头以及用于控制测压管接头沿装置本体轴向移动的位移组件，所述测压管接头的一端与装置本体的中部连通。

进一步的，为了实现对测压管接头的转动，所述位移组件包括支撑框架、橡胶圈、滚动轴和中部压实构件；所述支撑框架与装置本体的中部的上下端固定连接，橡胶圈设置在支撑框架内；所述装置本体的中部外侧沿轴向开设梯形槽，橡胶圈的一侧置于梯形槽内并与装置本体的中部密封，测压管接头设置在位于梯形槽一侧的橡胶圈上；所述滚动轴穿过支撑框架与橡胶圈的内表面接触，通过转动滚动轴带动橡胶圈转动，从而可以实现位于橡胶圈上的测压管接头在梯形槽内移动；支撑框架与装置本体的中部外表面之间还设有用于挤压橡胶圈的中部压实构件，通过挤压将橡胶圈与装置本体的侧壁紧密连接，提高整体的密封性。