[发明专利]一种颗粒材料防渗性能的检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种颗粒材料防渗性能的检测装置及方法，检测装置包括外筒和插设于外筒内的内筒，内筒的底部位于外筒内部并与外筒的底部间隔设置，且均设有透水孔，外筒和内筒之间的空间用于将该空间内自然堆积的待测颗粒材料约束成筒状容器形状，内筒的顶部用于进水。与现有技术相比，本发明通过内外筒的组合，将内外筒空隙间自然堆积的待测颗粒材料约束成筒状容器，在内筒中加水，相当于在颗粒容器中加水，液体与外筒内壁被待测颗粒隔绝，消除了检测过程中所产生的边壁效应，防止水分从待测颗粒材料与检测装置间的缝隙渗漏，使防渗性能的检测条件更加接近颗粒材料自然堆积状态下的实际情况，检测结果更加准确、可靠。

技术领域

本发明涉及颗粒材料防渗性能检测技术领域，尤其是涉及一种颗粒材料防渗性能的检测装置及方法。

背景技术

超疏水颗粒是一种利用石英砂、大漠砂、河砂、海砂、尾矿砂、粉煤灰漂珠等颗粒材料作为芯材制备而成，具有防渗性能的颗粒材料。超疏水颗粒具有优异的防水性能，在砂质土与盐碱地植被种植、建筑屋面防水绝热一体化、人工湖和农田水利抗渗和水下堵漏、水域油污清理等领域具有非常广阔的应用前景。因此，如何准确、简单、快速地检测颗粒材料的防渗性能对超疏水颗粒的研发、生产以及应用至关重要。

目前常用的防渗性能检测仪器的检测对象一般是板材、块材、卷材、薄膜等具有一定整体性的材料。这一类材料不会被水流冲散，同时待测材料边缘与测试容器之间的缝隙可以采用黄油、凡士林、橡胶垫片等材料密封。而颗粒材料为松散的不定形状态，无法将其紧密固定，因此检测仪器中施加的水压可能会破坏待测颗粒层。同时松散颗粒与容器的边壁无法密封，由于“边壁效应”——颗粒材料和容器壁之间的缝隙较颗粒层间的缝隙为大，故液体容易向边壁流动导致渗漏，从而影响防渗性能检测结果的准确性。

专利CN102890046A公开了一种检测防渗砂防渗性能的装置及方法，该装置在检测筒内加注液面层，并通过加注气压的方式推动所述液面层渗入，随着压力的增加，液面层的水流可能会渗过防渗砂层，并流向出水口，此时通过气压计读数以及液面层的高度可以计算得到防渗砂的最大防渗性能。该装置通过在待测防渗沙层的上下表面分别铺设一定厚度的透水原沙层，防止防渗砂层被水流冲击破坏，同时便于观察水流渗出，但原沙层对水流也有一定的阻力，同时水流通过原砂层流向出水口的过程需要一定的时间，可能会积水导致检测延误。另外该装置未对边壁采取任何密封措施，水流会优先通过边壁流向出水口从而导致防渗性能测试结果不准确。

专利CN203758882U公开了一种消除边壁效应的粗颗粒土渗透试验装置，该装置在检测筒内壁涂覆柔性材料，向检测筒内加入待测砂石，形成试验层，安装上透水板并施加压力使待测砂石与内壁的柔性材料紧密接触，堵塞试样筒的内壁与土颗粒之间的空隙，施加水压，并观察出水口处的出水情况，同时记录压力计的读数。但是根据大量实验证明，采用这种装置对防渗砂的性能进行检测时，需要对砂层施加很大压力才能减少一部分边壁效应的影响，水流仍会优先沿边壁渗出且测试所得的防渗性能数据与待测颗粒自然堆积状态下的防渗性能数据有较大出入；同时对涂覆的柔性材料的厚度，柔软度等要求较高，柔性材料不能重复使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有颗粒材料防渗性能的检测装置无法在颗粒自然堆积的条件下消除边壁效应影响的问题而提供一种颗粒材料防渗性能的检测装置及方法。本发明能够避免待测颗粒层被破坏，同时能准确反映待测颗粒自然堆积状态下的防渗性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供一种颗粒材料防渗性能的检测装置，包括外筒和插设于外筒内的内筒，所述的内筒的底部位于外筒内部，并与外筒的底部间隔设置，外筒和内筒之间的空间用于将该空间内自然堆积的待测颗粒材料约束成筒状容器形状，所述的内筒的顶部伸出于外筒顶部，并用于进水，所述的内筒和外筒的底部均设有透水孔。

作为本发明一种优选的实施方式，所述的内筒的顶部敞口。