CN207147938U - 一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，包括凹型底座（9）、试件套筒（8）、玻璃套筒（7）以及用于给所述玻璃套筒（7）提供悬浊液的供水组件，其中，所述试件套筒（8）设置在所述凹型底座（9）的上部且与所述凹型底座（9）的凹槽连通，所述凹槽通过导流管（17）与外部连通；所述玻璃套筒（7）设置在所述试件套筒（8）的上部且与所述试件套筒（8）连通；还包括流速测量装置，设置在所述导流管（17）上，用于测量流出所述凹槽的水流的速度。本实用新型为透水混合料堵塞性能的研究提供了一种试验装置，统一了堵塞性能的测试过程从而使得透水混合料堵塞性能的测试结果具有可比性。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路工程测量装置技术领域，具体涉及一种透水混合料的堵塞性能的试验装置。
背景技术
传统的城市道路大多采用密实的不透水材料作为面层，当降雨强度较大或历时较长时，会因排水速率不够而迅速形成地表径流，导致路面积水、交通不畅。相对于传统路面，透水路面具有良好的透水性能，雨水可快速渗入地下，从而有效减小或消除城市暴雨引发的洪涝灾害，这将在我国正在实施的“海绵城市”建设中发挥重要作用。
然而，由于降雨产生的地表径流中含有大量的悬浮颗粒（如泥砂、碎屑等），这些颗粒会随水流不断进入透水路面孔隙，造成路面渗透性能不断降低，使用寿命缩短，因此透水混合料抗堵塞性能的评价研究，是本领域技术人员亟需研究的课题之一，有必要设计出一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，以模拟堵塞过程，为研究堵塞机理及防治措施提供基础。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，克服现有的混合料堵塞性能无试验装置进行科学测量的缺陷，而提供一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，模拟混合料堵塞过程、科学测量混合料的抗堵塞性能，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，包括凹型底座、试件套筒、玻璃套筒以及用于给所述玻璃套筒提供悬浊液的供水组件，其中，
所述试件套筒设置在所述凹型底座的上部且与所述凹型底座的凹槽连通，所述凹槽通过导流管与外部连通；
所述玻璃套筒设置在所述试件套筒的上部且与所述试件套筒连通；
还包括流速测量装置，设置在所述导流管上，用于测量流出所述凹槽的水流的速度。
进一步的，所述供水组件包括悬浊液水箱，且通过供水管将所述悬浊液水箱中的悬浊液输送到所述玻璃套筒内。
进一步的，所述悬浊液水箱内设置有搅拌装置，用于使所述悬浊液水箱内的水质均匀分布。
进一步的，所述供水管的端部设置有雨淋装置，用于分散进入所述玻璃套筒内的悬浊液。
进一步的，所述供水管上设置有提升水泵和供水阀门。
进一步的，所述玻璃套筒的侧壁上设置有溢流口。
进一步的，所述玻璃套筒与所述导流管上分别设置有进水测压管与出水测压管。进水测压管与玻璃套筒的连通处低于溢流口。
进一步的，所述导流管上设置有出水阀门。
进一步的，所述试件套筒的侧壁上设置有柔性橡胶薄膜。橡胶薄膜的厚度不大于0.3mm。
进一步的，所述试件套筒分别与所述底座和所述玻璃套筒件连接的侧壁之间设置有密封圈。
模拟透水混合料堵塞性能的试验装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：首先制备悬浊液水样，悬浊液水样以0.3mm以下的细砂作为堵塞颗粒材料，且悬浊液水样的浓度为200~400mg/L，将制备好的悬浊液水样放入供水组件内；
步骤2：在待测试件的侧面套设所述橡胶薄膜，放入所述试件套筒内，并采用凡士林涂抹试件边缘开口孔隙处；
步骤3：安装试验装置、检查连接状态；
步骤4：打开所述供水组件，将所述悬浊液水样均匀喷洒在所述玻璃套筒内，控制水量使水面达到玻璃套筒侧壁上设置的溢流口位置处且保持没有所述悬浊液水样溢出的状态；
步骤5：调整设置在所述导流管上的出水阀门，使得分别设置在所述玻璃套筒和所述导流管上的进水测压管和出水测压管的水头高差在3mm以内；
步骤6：记录流速测量装置的数据，得到待测试件在堵塞全过程中渗流速度的变化。
进一步的，所述悬浊液水样的浓度为300mg/L。
采用上述技术方案，能够得到以下技术效果：
（1）本实用新型为透水混合料堵塞性能的研究提供了一种试验装置，统一了堵塞性能的测试过程从而使得透水混合料堵塞性能的测试结果具有可比性；
（2）本实用新型的实验设备结构简单，测试方法操作方便，结果准确可靠，为研究透水路面堵塞机理提供基础。
（3）设计了悬浊液水样和供水、出水阀门，通过收集地表径流或配制堵塞颗粒溶液以及调节阀门开关可以模拟路面实际情况，使得试验得到的数据最大程度的与实际情况相符。
（4）通过实时记录流速表的读数，实现了透水混合料堵塞全过程、连续实时的模拟。
附图说明
图1为本实用新型模拟透水混合料堵塞性能的试验装置的结构示意图；
其中，1、悬浊液水箱，2、搅拌装置，3、提升水泵，4、供水阀门，5、雨淋装置，6、溢流口，7、玻璃套筒，8、试件套筒，9、底座，10、密封圈，11、橡胶薄膜，12、待测试件，13、进水测压管，14、出水测压管，15、出水阀门，16、流速表，17、导流管，18、供水管。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,对依据本实用新型提出的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本实用新型公开了一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，包括凹型底座9、试件套筒8、玻璃套筒7以及用于给玻璃套筒7提供悬浊液的供水组件，其中，玻璃套筒7设置在试件套筒8的上部且与试件套筒8连通，试件套筒8设置在凹型底座9的上部且与凹型底座9的凹槽连通，悬浊液从放置在试件套筒8内的待测试件12的空隙流到凹型底座9的凹槽内，凹槽通过导流管17与外部连通，进而悬浊液从导流管17流出。在试件套筒8上设置有玻璃套筒7是为了模拟雨量较大积聚在路面的情况，而采用玻璃制得的套筒是为了便于观察试件表面的悬浊液的量。
另外为了测量流出凹型底座9的凹槽内的水流的速度，还包括流速测量装置，设置在导流管17上，具体的，流速测量装置为流速表16。
进一步的，供水组件包括悬浊液水箱1，且通过供水管18将悬浊液水箱1中的悬浊液输送到玻璃套筒7内。为了使得悬浊液水箱1内的悬浊液分布均匀，在悬浊液水箱1内还设置有搅拌装置2，优选的，搅拌装置2包括搅拌叶片以及带动搅拌叶片旋转的电机。
为了分散进入玻璃套筒7内的悬浊液，使得模拟更贴近实际，供水管18的端部设置有雨淋装置5，雨淋装置5设置在玻璃套筒7的上部，使得雨淋装置5喷出的水能够洒入玻璃套筒7内，优选的，雨淋装置5为莲蓬头，莲蓬头可拆卸的安装在供水管18上，可根据实际需求，进行莲蓬头的更换。
为了满足供水过程的持续性，供水管18上设置有提升水泵3，用于将悬浊液水箱1中的悬浊液提升到雨淋装置5，为了有效控制进入雨淋装置5内的水量，还设置有供水阀门4，通过调节供水阀门4开关，可以模拟不同降雨量下待测试件12的堵塞情况。
进一步的，玻璃套筒7的侧壁上设置有溢流口6。
进一步的，玻璃套筒7与导流管17上分别设置有进水测压管13与出水测压管14。测压管上设有刻度，刻度的范围为0-50cm，且进水测压管13与玻璃套筒7的连通处低于溢流口6。通过控制进水测压管13与出水测压管14之间的高度差，来控制待测试件12上下表面的水压，待测时间上下水压相同时，渗流的速度等于出水管上设置的流速表16测出的水流速度。
进一步的，导流管17上设置有出水阀门15，可通过调节出水阀门15来来控制进出水测压管14的水头高度差。
为了防止试件套筒8侧壁渗漏，在试件套筒8的侧壁上设置有柔性橡胶薄膜11，且橡胶薄膜11的厚度不大于0.3mm。
进一步的，试件套筒8分别与底座9和玻璃套筒7连接的侧壁之间设置有密封圈10。
模拟透水混合料堵塞性能的试验装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：首先制备悬浊液水样，根据南京市地表径流固体颗粒浓度及粒径组成，悬浊液水样为地表径流或者自行配置：以0.3mm以下的细砂作为堵塞颗粒材料，且悬浊液水样的浓度为200-400 mg/L，优选的为300mg/L，将制备好的悬浊液水样放入供水组件的悬浊液水箱1内，并通过搅拌装置2不断搅拌，使悬浊液水样内堵塞颗粒分布均匀。其中堵塞颗粒粒径分布为：
表1 堵塞颗粒粒径分布
| 粒径（mm） | ＜0.075 | 0.075~0.15 | 0.15~0.30 |
| 质量百分比（%） | 54.2 | 29.8 | 16.0 |
步骤2：在待测试件12的侧面套设橡胶薄膜11，放入试件套筒8内，并采用凡士林涂抹试件边缘开口孔隙处，防止侧壁渗漏；
步骤3：安装试验装置、检查连接状态，确保装置的密闭性；
步骤4：打开供水组件的提升水泵3，将悬浊液水样均匀喷洒在玻璃套筒7内，通过供水阀门4控制水量，使水面达到玻璃套筒7侧壁上设置的溢流口6位置处且保持没有悬浊液水样溢出的状态；
步骤5：调整设置在导流管17上的出水阀门15开关的大小，使得进水测压管13和出水测压管14的水头高度差在3mm以内，此时待测试件12内悬浊液渗流的速度与导流管17测出的水流的速度相同；
步骤6：记录流速测量装置的数据，得到待测试件12在堵塞全过程中渗流速度的变化。
采用本实用新型的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置及其使用方法，能够根据实际情况模拟悬浊液成分、雨量大小、渗透时间等，且能够模拟出待测试件12堵塞的全过程，为研究堵塞机理及防治措施提供了基础。且本实用新型公开的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置各组件为常规组件、无需定制，适于工业大规模生产。另外安装方便快捷，各组件之间为可拆卸连接，便于归纳和携带。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，包括凹型底座（9）、试件套筒（8）、玻璃套筒（7）以及用于给所述玻璃套筒（7）提供悬浊液的供水组件，其中，
所述试件套筒（8）设置在所述凹型底座（9）的上部且与所述凹型底座（9）的凹槽连通，所述凹槽通过导流管（17）与外部连通；
所述玻璃套筒（7）设置在所述试件套筒（8）的上部且与所述试件套筒（8）连通；
还包括流速测量装置，设置在所述导流管（17）上，用于测量流出所述凹槽的水流的速度。
2.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述供水组件包括悬浊液水箱（1），且通过供水管（18）将所述悬浊液水箱（1）中的悬浊液输送到所述玻璃套筒（7）内。
3.根据权利要求2所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述悬浊液水箱（1）内设置有搅拌装置（2），用于使所述悬浊液水箱（1）内的水质均匀分布。
4.根据权利要求2所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述供水管（18）的端部设置有雨淋装置（5），用于分散进入所述玻璃套筒（7）内的悬浊液。
5.根据权利要求2所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述供水管（18）上设置有提升水泵（3）和供水阀门（4）。
6.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述玻璃套筒（7）的侧壁上设置有溢流口（6）。
7.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述玻璃套筒（7）与所述导流管（17）上分别设置有进水测压管（13）与出水测压管（14）。
8.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述导流管（17）上设置有出水阀门（15）。
9.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述试件套筒（8）的侧壁上设置有橡胶薄膜（11）。
10.根据权利要求1所述的模拟透水混合料堵塞性能的试验装置，其特征在于，所述试件套筒（8）分别与所述底座（9）和所述玻璃套筒（7）连接的侧壁之间设置有密封圈。
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