CN109612910A - 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 - Google Patents
一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109612910A CN109612910A CN201910132199.6A CN201910132199A CN109612910A CN 109612910 A CN109612910 A CN 109612910A CN 201910132199 A CN201910132199 A CN 201910132199A CN 109612910 A CN109612910 A CN 109612910A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- water
- pervious concrete
- concrete pavement
- portable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims abstract description 68
- 239000011380 pervious concrete Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 133
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 14
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000012279 drainage procedure Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
- G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法,属于多孔材料渗透性能检测领域。本发明的便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及其测试方法,其利用伺服电机驱动注射活塞缸来进行注水模拟渗透过程,根据伺服电机的注水转速即可换算出一定时间的渗透流量,并利用压力传感器检测渗透压力,渗透系数测试过程中的各项数据获取更加精确且方便,提高了渗透系数的测试精度;通过控制器对伺服电机的转速进行控制,可控制注射活塞缸的出水压力,满足不同堵塞程度试样的渗透测试要求;并且测试装置无需大尺寸溢流筒,结构简单、体积小,便于携带,可实现透水混凝土路面的现场测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种透水材料的渗透系数测试装置及方法,更具体地说,涉及一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法。
背景技术
随着城市化的快速发展,硬质地表面积迅速增长,直接破坏了土壤可自然渗透雨水的功能,降雨时地表径流增加,造成城市热岛效应明显、内涝频发等一系列水、生态、环境问题。近年来,我国大力推行海绵城市建设,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。透水混凝土作为海绵城市建设中的重要材料,具有适宜的抗压和抗折强度,以及较好的透水性和耐久性。然而,透水混凝土在使用过程中,由于降雨而汇集到路面上的水流中含有大量粉尘颗粒,在排水过程中,这些粉尘颗粒会随水流不断进入透水混凝土内部的孔隙,部分颗粒会滞留在孔隙通道内,造成透水混凝土内部贯穿性孔隙的堵塞,导致其渗透性衰减,使用寿命缩短。因此,需及时检测透水混凝土路面的渗透性能,为路面的优化设计和养护措施的选取提供依据。
现有透水混凝土路面材料渗透系数测试主要以室内测试为主,工序较为复杂。现场测试装置和方法也有报道,如中国专利号ZL201510677350.6,授权公告日为2017年11月10日,发明创造名称为:透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法,该申请案的原位测试仪包括路面系统、基础管件、测量管件和供水系统,其中基础管件竖直的安装于路面系统内,测量管件的底端与基础管件的顶端配合连接;供水系统包括出水管上设置的阀门和流量计。该申请案在一定程度上解决了透水混凝土路面渗透系数的原位测试问题,得到待测点处的渗透系数变化过程数据。但这种装置通过管件的设置来预留待测试样,阻碍了待测试样与周边材料的联通,导致堵塞颗粒无法从水平方向进入试样,因此模拟真实性较差,并且透水混凝土堵塞情况检测并不理想。另外,现有的渗透系数测试装置通常需要使用尺寸较高的溢流筒来实现渗透加压,造成测试装置的尺寸较大,不便于携带,对于现场测试较为不便;而且现有渗透系数测试装置需要较多传感元件来检测测试过程中的相关参数,结构和控制均较为复杂。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有透水混凝土渗透系数测试方案存在测试条件与透水路面真实工况相差较大、以及测试装置结构复杂、携带不便等不足,提供一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法,采用本发明的技术方案,利用伺服电机驱动注射活塞缸来进行注水模拟渗透过程,根据伺服电机的注水转速即可换算出一定时间的渗透流量,并利用压力传感器检测渗透压力,渗透系数测试的各项数据获取更加精确且方便,提高了渗透系数的测试精度;并且测试装置无需大尺寸溢流筒,结构简单、体积小,便于携带,可实现透水混凝土路面的现场测试。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,包括供水装置和渗透装置,所述的供水装置包括控制器、伺服电机、传动机构、注射活塞缸、压力传感器、水箱和进水管,所述的控制器与伺服电机的控制信号输入端电连接,所述的伺服电机的驱动轴通过传动机构与注射活塞缸的活动端传动连接,用于将伺服电机的旋转运动转换为注射活塞缸活动端的直线运动,所述的注射活塞缸具有一注水腔,该注水腔一路通过第一截止阀与进水管相连,另一路通过第二截止阀与水箱相连,所述的压力传感器设于进水管的支路上,且压力传感器与控制器电连接;所述的进水管与渗透装置相连接。
更进一步地,所述的渗透装置包括进水头、密封卡箍、乳胶膜和试样夹具,所述的进水头与进水管相连接,所述的进水头的直径与试样的直径相匹配,所述的进水头底部通过乳胶膜与试样包裹形成一体,且进水头底部与乳胶膜通过密封卡箍封装连接,所述的试样夹具夹紧安装在封装后的试样外侧。
更进一步地,所述的进水头包括上部分和下部分,所述的上部分和下部分固定连接,并在上部分和下部分之间形成密封的空腔,所述的上部分的中部设有连接进水管的进水孔,该进水孔与空腔相连通,所述的下部分的底面均匀设有若干连通空腔的小通孔。
更进一步地,所述的上部分和下部分通过螺纹连接,所述的空腔的高度为5mm~10mm,所述的小通孔的直径为2.5mm~5mm。
更进一步地,所述的试样夹具由左右两个半圆筒组成,左右两个半圆筒的一侧通过铰链连接,另一侧通过锁紧扣连接。
更进一步地,所述的试样夹具的内侧壁上还设有橡胶圈。
更进一步地,所述的传动机构为丝杆螺母传动机构。
本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的测试方法,通过供水装置向装有试样的渗透装置注水以模拟试样的渗透过程,利用控制器控制伺服电机在注水时的转速,并根据该转速换算得到一定时间间隔内的渗透流量,利用控制器记录由压力传感器获得的注水水流压力,通过以下计算公式得到试样的渗透系数K:
式中,K为渗透系数(mm/s);Δt为时间间隔(s);Q为时间间隔Δt内的渗透流量(m3);L为试样高度(mm);ρ为水的密度(kg/m3);g为重力加速度(N/kg);P为压力传感器记录的水流压力,即渗透压力(Pa);S为试样横截面积(m2)。
更进一步地,上述测试方法,包括以下具体步骤:
S1、每隔一定距离在透水混凝土路面上设置一定尺寸的预留孔数个,并采用相同透水混凝土材料制作与预留孔紧密配合的试样置于预留孔内,同时对各个试样进行编号;
S2、将待测试样从预留孔内取出,并充分浸泡;并将浸泡后的试样装入渗透装置内;
S3、关闭第一截止阀,打开第二截止阀,控制伺服电机旋转以使注射活塞缸的活动端向后移动,通过水箱将注射活塞缸右侧的注水腔注满水,同时将进水管与渗透装置连接起来;
S4、打开第一截止阀,关闭第二截止阀,并控制伺服电机反向旋转以使注射活塞缸的活动端向前移动,向渗透装置内的试样注水模拟渗透过程;
S5、根据伺服电机的注水转速计算得到一定时间间隔Δt内的渗透流量Q,并记录压力传感器检测得到的渗透压力P,代入上述公式(1)计算出试样的渗透系数K;
S6、重复步骤S2~S5,每个试样采用三个不同的渗透压力分别进行测试,取平均值作为测试结果;测试结束后将试样放回原预留孔内,以待下次测试。
更进一步地,在步骤S1中,每隔50m在透水混凝土路面上预留直径为50mm、高度为100mm的预留孔3个。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法,其利用伺服电机驱动注射活塞缸来进行注水模拟渗透过程,根据伺服电机的注水转速即可换算出一定时间的渗透流量,并利用压力传感器检测渗透压力,渗透系数测试过程中的各项数据获取更加精确且方便,提高了渗透系数的测试精度;并且测试装置无需大尺寸溢流筒,结构简单、体积小,便于携带,可实现透水混凝土路面的现场测试;
(2)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法,其试样安装于透水混凝土路面预留孔内,且两者之间紧密配合,能实现堵塞颗粒的有效流通迁移,通过在真实的透水路面预留待测试样,提高透水混凝土路面的渗透系数测试精度;并且单次测试后,可将试样放回透水混凝土路面预留孔内,以便于下次的测试,便于得到不同阶段透水混凝土路面的渗透系数,以获取透水混凝土路面的堵塞情况;
(3)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其通过控制器对伺服电机的转向进行控制,并配合两组截止阀的开闭,实现注射活塞缸的进水和出水;通过控制器对伺服电机的转速进行控制,可控制注射活塞缸的出水压力,满足不同堵塞程度试样的渗透测试要求;同时根据伺服电机的转速可精确计算出注射活塞缸的出水量,也就是流经试样的渗透流量,测试过程更加简单方便,测试效率和精度更高;
(4)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其渗透装置的进水头采用组合式结构,可实现水流的进水、储蓄和分散,保证了水流均匀地渗透到试样内部;
(5)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其渗透装置采用乳胶膜将进水头与试样包裹形成一体,并采用密封卡箍实现上部的密封,同时采用试样夹具夹紧封装后的试样,有效避免了水流从试样周围泄露,保证水流从试样顶端到底部的一维流动;
(6)本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其试样夹具由左右两个半圆筒组成,左右两个半圆筒的一侧通过铰链连接,另一侧通过锁紧扣连接,试样装夹简单方便;并且试样夹具的内侧壁上还设有橡胶圈,进一步提高了试样周围的密封性。
附图说明
图1为本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的结构示意图;
图2为本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置中的进水头的结构示意图;
图3为本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置中的试样封装结构示意图;
图4为本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置中的试样夹具的结构示意图。
示意图中的标号说明:
1、控制器;2、伺服电机;3、传动机构;4、注射活塞缸;5、压力传感器;6、水箱;7、第一截止阀;7’、第二截止阀;8、进水管;9、进水头;9-1、上部分;9-2、空腔;9-3、下部分;9-4、进水孔;9-5、小通孔;10、密封卡箍;11、乳胶膜;12、试样;13、试样夹具;13-1、铰链;13-2、锁紧扣;14、橡胶圈。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例
结合图1所示,本实施例的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,包括供水装置和渗透装置两部分,渗透装置用于装夹试样12,供水装置用于向渗透装置内的试样12注水来模拟渗透过程。其中,供水装置包括控制器1、伺服电机2、传动机构3、注射活塞缸4、压力传感器5、水箱6和进水管8,控制器1与伺服电机2的控制信号输入端电连接,用于控制伺服电机2的转向和转速,伺服电机2的驱动轴通过传动机构3与注射活塞缸4的活动端传动连接,用于将伺服电机2的旋转运动转换为注射活塞缸4活动端的直线运动,在本实施例中,传动机构3优选采用丝杆螺母传动机构,传动稳定,传动精度更高;当然,传动机构3也可采用其他能够将旋转运动转换为直线运动的传动机构,例如齿轮齿条传动机构等。注射活塞缸4具有一注水腔,该注水腔一路通过第一截止阀7与进水管8相连,另一路通过第二截止阀7’与水箱6相连,第一截止阀7与第二截止阀7’独立控制,可手动控制两者的开关,在本实施例中,第一截止阀7与第二截止阀7’一开一关,配合注射活塞缸4的伸缩方向即可实现注水腔的进水或出水,即当第一截止阀7关闭,第二截止阀7’打开,此时伺服电机2通过传动机构3带动注射活塞缸4活动端向左移动,即可将水箱6内的水吸入注水腔内,当第一截止阀7打开,第二截止阀7’关闭,此时伺服电机2通过传动机构3带动注射活塞缸4活动端向右移动,即可将注水腔内的水注入进水管8内,进水管8与渗透装置相连接,即可将水注入渗透装置来模拟试样12的渗透过程;压力传感器5设于进水管8的支路上,且压力传感器5与控制器1电连接,压力传感器5用于检测进水管8内的进水压力(即渗透压力),并将检测得到的压力信息反馈给控制器1。由于注射活塞缸4的注水腔截面尺寸一定,因此根据其活动端向右移动的距离即可得知试样12的渗透流量,又由于注射活塞缸4的活动端移动距离与伺服电机2的转速有关,因此根据伺服电机2的转速即可计算出某一时间内的渗透流量。因此,采用上述的渗透系数测试装置,仅需记录一段时间间隔内的渗透压力及根据伺服电机的转速计算出该段时间内的渗透流量即可计算出透水混凝土试样的渗透系数。上述的供水装置通过控制器1对伺服电机2的转向进行控制,并配合两组截止阀的开闭,实现注射活塞缸4的进水和出水;通过控制器1对伺服电机2的转速进行控制,可控制注射活塞缸4的出水压力,满足不同堵塞程度试样的渗透测试要求;同时根据伺服电机2的转速可精确计算出注射活塞缸的出水量,也就是流经试样的渗透流量,测试过程更加简单方便,测试效率和精度更高。
为了提高测试准确性,需要保证渗透装置内的试样12侧面无漏水,为此,如图1和图3所示,本实施例中的渗透装置包括进水头9、密封卡箍10、乳胶膜11和试样夹具13,进水头9与进水管8相连接,进水头9的直径与试样12的直径相匹配,进水头9底部通过乳胶膜11与试样12包裹形成一体,且进水头9底部与乳胶膜11通过密封卡箍10封装连接,以避免水从乳胶膜11上端泄漏,上述的乳胶膜11优选直径略小于试样12外径的乳胶套,具有良好的弹性,便于将试样12与进水头包裹连接起来,并起到密封试样12外周的作用;试样夹具13夹紧安装在封装后的试样12外侧,通过试样夹具13对包裹有乳胶膜11的试样12进行夹紧,避免了水从试样12周围泄漏,保证水流从试样12顶端到底部的一维流动。另外,如图2所示,在本实施例中,进水头9采用组合式结构,其包括上部分9-1和下部分9-3,上部分9-1和下部分9-3固定连接,优选通过螺纹连接,并在上部分9-1和下部分9-3之间形成密封的空腔9-2,该空腔9-2的高度优选为5mm~10mm,上部分9-1的中部设有连接进水管8的进水孔9-4,该进水孔9-4与空腔9-2相连通,下部分9-3的底面均匀设有若干连通空腔9-2的小通孔9-5,该小通孔9-5的直径优选为2.5mm~5mm,采用上述结构的组合式进水头,可实现水流的进水、储蓄和分散,保证了水流均匀地渗透到试样内部。如图4所示,为了便于试样12的装夹,在本实施例中,试样夹具13由左右两个半圆筒组成,左右两个半圆筒的一侧通过铰链13-1连接,另一侧通过锁紧扣13-2连接,该锁紧扣13-2可通过螺栓来实现夹紧固定。使用时,将封装后的试样12放在两半夹具之间,将两半夹具闭合并锁紧即可,试样装夹简单方便。另外,试样夹具13的内侧壁上还设有橡胶圈14,橡胶圈14的软硬适中,进一步提高了试样周围的密封性。
本实施例的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其利用伺服电机驱动注射活塞缸来进行注水模拟渗透过程,根据伺服电机的注水转速即可换算出一定时间的渗透流量,并利用压力传感器检测渗透压力,渗透系数测试过程中的各项数据获取更加精确且方便,提高了渗透系数的测试精度;并且测试装置无需大尺寸溢流筒,结构简单、体积小,便于携带,可实现透水混凝土路面的现场测试。
本实施例还公开了一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的测试方法,其通过供水装置向装有试样12的渗透装置注水以模拟试样12的渗透过程,利用控制器1控制伺服电机2在注水时的转速,并根据该转速换算得到一定时间间隔内的渗透流量,利用控制器1记录由压力传感器5获得的注水水流压力,通过以下计算公式得到试样12的渗透系数K:
式中,K为渗透系数(mm/s);Δt为时间间隔(s);Q为时间间隔Δt内的渗透流量(m3);L为试样高度(mm);ρ为水的密度(kg/m3);g为重力加速度(N/kg);P为压力传感器记录的水流压力,即渗透压力(Pa);S为试样横截面积(m2)。
其具体包括以下具体步骤:
S1、每隔一定距离在透水混凝土路面上设置一定尺寸的预留孔数个,并采用相同透水混凝土材料制作与预留孔紧密配合的试样12置于预留孔内,同时对各个试样12进行编号;具体在本实施例中,每隔50m在透水混凝土路面上预留直径为50mm、高度为100mm的预留孔3个;与专利ZL201510677350.6相比,试样12安装于透水混凝土路面预留孔内,且两者之间紧密配合,能实现堵塞颗粒的有效流通迁移,通过在真实的透水路面预留待测试样,提高透水混凝土路面的渗透系数测试精度;
S2、将待测试样12从预留孔内取出,并充分浸泡,以免因试样12吸水造成的测量误差;并将浸泡后的试样12装入渗透装置内;具体地,试样12在渗透装置内的装夹采用前文介绍的结构,即将试样12与进水头9拼接后采用乳胶膜11包裹,并用密封卡箍10在上部将试样12封装,然后将封装好的试样12装入试样夹具13内固定夹紧;
S3、关闭第一截止阀7,打开第二截止阀7’,控制伺服电机2旋转以使注射活塞缸4的活动端向后移动,通过水箱6将注射活塞缸4右侧的注水腔注满水,同时将进水管8与渗透装置连接起来;
S4、打开第一截止阀7,关闭第二截止阀7’,并控制伺服电机2反向旋转以使注射活塞缸4的活动端向前移动,向渗透装置内的试样12注水模拟渗透过程;
S5、根据伺服电机2的注水转速计算得到一定时间间隔Δt内的渗透流量Q,并记录压力传感器5检测得到的渗透压力P,代入上述公式(1)计算出试样12的渗透系数K;
S6、重复步骤S2~S5,每个试样12采用三个不同的渗透压力分别进行测试,取平均值作为测试结果,以提高计算精度;测试结束后将试样12放回原预留孔内,以待下次测试,便于得到不同阶段透水混凝土路面的渗透系数,以获取透水混凝土路面的堵塞情况。
本发明的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法,其利用伺服电机驱动注射活塞缸来进行注水模拟渗透过程,根据伺服电机的注水转速即可换算出一定时间的渗透流量,并利用压力传感器检测渗透压力,渗透系数测试过程中的各项数据获取更加精确且方便,提高了渗透系数的测试精度;通过控制器对伺服电机的转速进行控制,可控制注射活塞缸的出水压力,满足不同堵塞程度试样的渗透测试要求;并且测试装置无需大尺寸溢流筒,结构简单、体积小,便于携带,可实现透水混凝土路面的现场测试。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,包括供水装置和渗透装置,其特征在于:所述的供水装置包括控制器(1)、伺服电机(2)、传动机构(3)、注射活塞缸(4)、压力传感器(5)、水箱(6)和进水管(8),所述的控制器(1)与伺服电机(2)的控制信号输入端电连接,所述的伺服电机(2)的驱动轴通过传动机构(3)与注射活塞缸(4)的活动端传动连接,用于将伺服电机(2)的旋转运动转换为注射活塞缸(4)活动端的直线运动,所述的注射活塞缸(4)具有一注水腔,该注水腔一路通过第一截止阀(7)与进水管(8)相连,另一路通过第二截止阀(7’)与水箱(6)相连,所述的压力传感器(5)设于进水管(8)的支路上,且压力传感器(5)与控制器(1)电连接;所述的进水管(8)与渗透装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的渗透装置包括进水头(9)、密封卡箍(10)、乳胶膜(11)和试样夹具(13),所述的进水头(9)与进水管(8)相连接,所述的进水头(9)的直径与试样(12)的直径相匹配,所述的进水头(9)底部通过乳胶膜(11)与试样(12)包裹形成一体,且进水头(9)底部与乳胶膜(11)通过密封卡箍(10)封装连接,所述的试样夹具(13)夹紧安装在封装后的试样(12)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的进水头(9)包括上部分(9-1)和下部分(9-3),所述的上部分(9-1)和下部分(9-3)固定连接,并在上部分(9-1)和下部分(9-3)之间形成密封的空腔(9-2),所述的上部分(9-1)的中部设有连接进水管(8)的进水孔(9-4),该进水孔(9-4)与空腔(9-2)相连通,所述的下部分(9-3)的底面均匀设有若干连通空腔(9-2)的小通孔(9-5)。
4.根据权利要求3所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的上部分(9-1)和下部分(9-3)通过螺纹连接,所述的空腔(9-2)的高度为5mm~10mm,所述的小通孔(9-5)的直径为2.5mm~5mm。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的试样夹具(13)由左右两个半圆筒组成,左右两个半圆筒的一侧通过铰链(13-1)连接,另一侧通过锁紧扣(13-2)连接。
6.根据权利要求5所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的试样夹具(13)的内侧壁上还设有橡胶圈(14)。
7.根据权利要求1所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置,其特征在于:所述的传动机构(3)为丝杆螺母传动机构。
8.一种权利要求1至7任意一项所述的便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的测试方法,其特征在于:通过供水装置向装有试样(12)的渗透装置注水以模拟试样(12)的渗透过程,利用控制器(1)控制伺服电机(2)在注水时的转速,并根据该转速换算得到一定时间间隔内的渗透流量,利用控制器(1)记录由压力传感器(5)获得的注水水流压力,通过以下计算公式得到试样(12)的渗透系数K:
式中,K为渗透系数(mm/s);Δt为时间间隔(s);Q为时间间隔Δt内的渗透流量(m3);L为试样高度(mm);ρ为水的密度(kg/m3);g为重力加速度(N/kg);P为压力传感器记录的水流压力,即渗透压力(Pa);S为试样横截面积(m2)。
9.根据权利要求8所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的测试方法,其特征在于:包括以下具体步骤:
S1、每隔一定距离在透水混凝土路面上设置一定尺寸的预留孔数个,并采用相同透水混凝土材料制作与预留孔紧密配合的试样(12)置于预留孔内,同时对各个试样(12)进行编号;
S2、将待测试样(12)从预留孔内取出,并充分浸泡;并将浸泡后的试样(12)装入渗透装置内;
S3、关闭第一截止阀(7),打开第二截止阀(7’),控制伺服电机(2)旋转以使注射活塞缸(4)的活动端向后移动,通过水箱(6)将注射活塞缸(4)右侧的注水腔注满水,同时将进水管(8)与渗透装置连接起来;
S4、打开第一截止阀(7),关闭第二截止阀(7’),并控制伺服电机(2)反向旋转以使注射活塞缸(4)的活动端向前移动,向渗透装置内的试样(12)注水模拟渗透过程;
S5、根据伺服电机(2)的注水转速计算得到一定时间间隔Δt内的渗透流量Q,并记录压力传感器(5)检测得到的渗透压力P,代入上述公式(1)计算出试样(12)的渗透系数K;
S6、重复步骤S2~S5,每个试样(12)采用三个不同的渗透压力分别进行测试,取平均值作为测试结果;测试结束后将试样(12)放回原预留孔内,以待下次测试。
10.根据权利要求9所述的一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置的测试方法,其特征在于:在步骤S1中,每隔50m在透水混凝土路面上预留直径为50mm、高度为100mm的预留孔3个。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910132199.6A CN109612910A (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910132199.6A CN109612910A (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109612910A true CN109612910A (zh) | 2019-04-12 |
Family
ID=66019898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910132199.6A Pending CN109612910A (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109612910A (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110296930A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-01 | 平顶山市公路交通勘察设计院 | 一种现场测定透水路面渗透系数的装置及测试方法 |
CN111189103A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-22 | 欧贝多物联科技(嵊州)有限公司 | 一种智能旁通阀装置 |
CN111189753A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-22 | 淮阴工学院 | 透水混凝土长期渗透特性演化试验系统及方法 |
CN113203671A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-03 | 长安大学 | 一种激光式透水路面渗透系数测试装置及方法 |
CN113588515A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 清华大学 | 水渗系数检测装置及方法 |
CN114324076A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 西南交通大学 | 一种级配碎石透水基层颗粒迁移测量装置 |
CN114563328A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-05-31 | 湖北昌耀新材料工程技术研究有限责任公司 | 一种收缩性胶凝材料渗透系数的测试装置和方法、收缩性胶凝材料的渗透路径的测试方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102980842A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 重庆交通大学 | 层状粗粒土体各向异性渗透系数测试系统及测试方法 |
CZ304862B6 (cs) * | 2014-03-20 | 2014-12-10 | Isatech, S.R.O. | Zařízení pro měření velmi malých propustností horninového prostředí |
CN104596910A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 重庆大学 | 混凝土渗透性原位无损测试装置及其测试方法 |
CN105301192A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-03 | 西南石油大学 | 一种模拟页岩气压后单缝返排的实验装置及方法 |
CN105735376A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 考虑板土相互作用的排水板通水量测试设备及其测试方法 |
CN106353187A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 含瓦斯煤层冲击倾向性鉴定装置及方法 |
CN206618667U (zh) * | 2017-04-01 | 2017-11-07 | 三峡大学 | 一种用于模拟混凝土防渗墙服役环境下性能演化的试验装置 |
CN107543756A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-05 | 中国水利水电科学研究院 | 一种三轴试验中模拟降雨湿化的试验装置及试验方法 |
CN109142070A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-04 | 河海大学 | 复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法及测试装置 |
CN209513547U (zh) * | 2019-02-22 | 2019-10-18 | 常州工程职业技术学院 | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置 |
-
2019
- 2019-02-22 CN CN201910132199.6A patent/CN109612910A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102980842A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-03-20 | 重庆交通大学 | 层状粗粒土体各向异性渗透系数测试系统及测试方法 |
CZ304862B6 (cs) * | 2014-03-20 | 2014-12-10 | Isatech, S.R.O. | Zařízení pro měření velmi malých propustností horninového prostředí |
CN104596910A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 重庆大学 | 混凝土渗透性原位无损测试装置及其测试方法 |
CN105301192A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-03 | 西南石油大学 | 一种模拟页岩气压后单缝返排的实验装置及方法 |
CN105735376A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 考虑板土相互作用的排水板通水量测试设备及其测试方法 |
CN106353187A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 含瓦斯煤层冲击倾向性鉴定装置及方法 |
CN206618667U (zh) * | 2017-04-01 | 2017-11-07 | 三峡大学 | 一种用于模拟混凝土防渗墙服役环境下性能演化的试验装置 |
CN107543756A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-05 | 中国水利水电科学研究院 | 一种三轴试验中模拟降雨湿化的试验装置及试验方法 |
CN109142070A (zh) * | 2018-07-17 | 2019-01-04 | 河海大学 | 复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法及测试装置 |
CN209513547U (zh) * | 2019-02-22 | 2019-10-18 | 常州工程职业技术学院 | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王维: "双管线柔性壁渗透仪用于水泥土渗透特性的测试", 《土工基础》, vol. 31, no. 04, 15 August 2017 (2017-08-15), pages 4 - 5 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110296930A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-01 | 平顶山市公路交通勘察设计院 | 一种现场测定透水路面渗透系数的装置及测试方法 |
CN111189753A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-22 | 淮阴工学院 | 透水混凝土长期渗透特性演化试验系统及方法 |
CN111189103A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-22 | 欧贝多物联科技(嵊州)有限公司 | 一种智能旁通阀装置 |
CN113203671A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-03 | 长安大学 | 一种激光式透水路面渗透系数测试装置及方法 |
CN113203671B (zh) * | 2021-04-30 | 2024-03-01 | 长安大学 | 一种激光式透水路面渗透系数测试装置及方法 |
CN113588515A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 清华大学 | 水渗系数检测装置及方法 |
CN114324076A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-04-12 | 西南交通大学 | 一种级配碎石透水基层颗粒迁移测量装置 |
CN114563328A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-05-31 | 湖北昌耀新材料工程技术研究有限责任公司 | 一种收缩性胶凝材料渗透系数的测试装置和方法、收缩性胶凝材料的渗透路径的测试方法 |
CN114563328B (zh) * | 2022-04-02 | 2024-06-14 | 湖北昌耀新材料工程技术研究有限责任公司 | 一种收缩性胶凝材料渗透系数的测试装置和方法、收缩性胶凝材料的渗透路径的测试方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109612910A (zh) | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置及测试方法 | |
CN103308438B (zh) | 模块化土体渗透性试验仪 | |
CN104777089B (zh) | 多场耦合条件下路面材料渗透性测试系统 | |
CN205483943U (zh) | 一种模拟泥水盾构中泥浆浸入地层形成泥膜的实验装置 | |
CN203275257U (zh) | 模块化土体渗透性试验仪 | |
CN104266941A (zh) | 室内降雨入渗试验模拟系统 | |
CN103604907B (zh) | 一种垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统 | |
CN105043960B (zh) | 一种改进型土体联合固结渗透仪 | |
CN110018097A (zh) | 多层可拆卸制样取样的双向土体渗流试验装置及测试方法 | |
CN102353624B (zh) | 塑性混凝土渗透试验装置及其试验方法 | |
CN209513547U (zh) | 一种便携式透水混凝土路面渗透系数测试装置 | |
CN108375532A (zh) | 渗透试验装置及试验方法 | |
CN109000967A (zh) | 土石二元介质土柱的采集及水文参数测定的系统与方法 | |
CN204255803U (zh) | 室内降雨入渗试验模拟系统 | |
CN206020226U (zh) | 一种多功能渗透仪 | |
CN206618664U (zh) | 一种混凝土止水材料抗渗性能评价试验装置 | |
CN106706500A (zh) | 一种测定混凝土渗透性的装置 | |
CN106018244A (zh) | 一种多功能渗透仪及方法 | |
CN203101231U (zh) | 一种大孔混凝土渗流系数快速测定装置 | |
CN207908318U (zh) | 一种非稳定侵蚀性内管涌试验装置 | |
CN109406294A (zh) | Mbt垃圾土渗透装置及其测定渗透系数的方法 | |
CN207850876U (zh) | 一种膨润土防水毯用试样筒及含有该试样筒的渗透系数测量装置 | |
CN2816809Y (zh) | 一种测试渗透系数及抗渗比降的装置 | |
CN108226009A (zh) | 一种膨润土防水毯用试样筒及含有该试样筒的渗透系数测量装置 | |
CN208721547U (zh) | 测定沥青路面在动水荷载下的渗水系数装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |