[发明专利]现场测试胶凝砂砾石材料抗渗性能的设备及其方法

说明书

本发明涉及材料抗渗性能测试技术领域，具体涉及现场测试胶凝砂砾石材料抗渗性能的设备及其方法，该装置包括中心立杆，中心立杆的不同高度处分别设置有吊盘并安装有多个试验套筒，试验套筒包括竖向堆垒设置的样品固定套筒和渗水收集套筒，样品固定套筒中放置有胶凝砂砾石材料的样品柱，样品柱的上端面裸露于样品固定套筒上端口处，渗水收集套筒的侧壁上安装有单向阀，在渗水收集套筒内设锥面竖直向下的锥形集水腔，锥形集水腔底部安装有排水阀，将该装置投入现场环境水域，定时抽取试验套筒并通过积水体积得到胶凝砂砾石材料的渗透性，反应不同现场环境下胶凝砂砾石的渗水性能，通过该方法测试得到的胶凝砂砾石材料的抗渗系数结果更加精确具有针对性。

技术领域

本发明涉及材料抗渗性能测试技术领域，具体涉及现场测试胶凝砂砾石材料抗渗性能的设备及其方法。

背景技术

胶凝砂砾石材料是一种新筑坝材料，是在天然级配的河床砂砾石料或开挖废弃料等工程建材中掺入少量的胶凝材料(水泥和粉煤灰)，通过设备拌合将砂砾石料胶结或者部分胶结后得到的一种新型材料。该种材料筑坝优势明显。

在对胶凝砂砾石材料进行抗渗试验中有采用实验室模拟环境的方法，由于胶凝砂砾石的抗渗性能与环境条件、龄期发展、水化程度等因素密切相关，特别是环境条件的影响，使混凝土的抗渗性能不断发生着变化，所以这种试验结果不够客观。而在专利申请号为2019103156283的“胶凝砂砾石材料抗渗性试验现场测定装置及其方法”专利中，提出了在现场环境下对胶凝砂砾石材料进行抗渗试验，该专利根据两次渗水收集腔内的气压差值，通过相应的公式得到胶凝砂砾石材料的渗透系数，但是存在缺陷：在渗水收集腔中逐渐渗进水之后，渗水收集腔内的气压逐渐增大，渗水收集腔内部气压增大会阻碍水的下渗速度，水下渗速度变慢进一步影响气压的上升，因此通过此方法测试获得的胶凝砂砾石材料的抗渗性能存在不可避免的误差，导致所测试件的渗水性能与真实渗水性能相比偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种现场测试胶凝砂砾石材料抗渗性能的设备及其方法，该装置能够在现场环境下测定胶凝砂砾石材料的渗透性，在保持气压恒定的基础上，通过测试集水体积得到胶凝砂砾石材料的抗渗系数，避免了试验条件本身对试件渗水速度的影响，试验结果更加精确具有针对性。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种现场测试胶凝砂砾石材料抗渗性能的设备，包括中心立杆，在所述中心立杆的不同高度处分别安装有吊盘，所述吊盘的中心孔套装于中心立杆上，所述吊盘上围绕中心孔的位置均匀开有上下贯通的吊孔，并且在吊孔背离中心孔的外侧竖直开有豁口，每个吊孔处均安装有试验套筒；每一个试验套筒分别独立连接有牵引吊绳，牵引吊绳活动穿设于吊孔中并且能够从豁口中穿出，牵引吊绳上套固有柱塞，柱塞包括下塞体和上堵头，上堵头的直径大于下塞体的直径，所述下塞体能够塞进吊孔内，上堵头被阻挡在吊孔上端；

所述试验套筒包括竖向堆垒设置的样品固定套筒和渗水收集套筒，所述样品固定套筒位于渗水收集套筒的上部且上端敞口，样品固定套筒、渗水收集套筒在堆叠处分别向外垂直设置有水平对接边沿，两个水平对接边沿密封连接，所述样品固定套筒包括两个对称扣接的半筒体，两个半筒体在连接处分别向外延伸设置有竖直对接边沿，两个竖直对接边沿密封连接；在渗水收集套筒靠近上端的内壁上安装有套环，在套环上部放置有胶凝砂砾石材料的样品柱，样品柱的侧壁包覆有橡胶密封层，并且橡胶密封层与样品固定套筒的内壁贴合，样品柱的上端面裸露于样品固定套筒的上端口处；在套环下部的渗水收集套筒中竖直设置有一个锥面竖直向下的锥形集水腔，在渗水收集套筒侧壁上靠近套环的位置安装有能够保持锥形集水腔内气压恒定的单向阀，在锥形集水腔的底部密封安装有排水阀，在锥形集水腔与渗水收集套筒之间均匀预装有配重体。

进一步的，所述水平对接边沿上、竖直对接边沿上均匀开有螺丝孔，渗水收集套筒与样品固定套筒的水平对接边沿之间夹设一层橡胶密封垫并通过螺丝固定连接，两个半筒体的竖直对接边沿之间夹设一层橡胶密封垫并通过螺丝固定连接。

进一步的，所述牵引吊绳的末端设置有区别标签。