專利名稱：一種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水利工程領(lǐng)域水平鋪膜防滲工程中試驗(yàn)設(shè)備，特別是一種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
為了解決部分平原地區(qū)無調(diào)蓄水庫的問題，我國需要興建大批的平原水庫調(diào)蓄工程。在平原水庫建設(shè)中，水庫防滲是建設(shè)平原水庫的關(guān)鍵技術(shù)問題。在平原水庫防滲設(shè)計(jì)中，對于地質(zhì)條件較差、缺乏理想不透水層的平原水庫需要考慮庫盤防滲方案，即水庫底部整體水平防滲。在庫盤鋪膜防滲中，考慮經(jīng)濟(jì)因素，首選土工膜防滲。在土工膜庫盤防滲中， 膜下非飽和土中氣體可引起膜體氣脹破壞，導(dǎo)致水庫漏水，影響水庫的正常運(yùn)營。
因此進(jìn)行膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)、膜體材料透氣性測試，以及膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，目前還沒有這樣的專用設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，在水利工程領(lǐng)域水平鋪膜防滲工程中，它可以進(jìn)行膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)、膜體材料透氣性測試，以及膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，其特征是，包括帶頂蓋的膜上設(shè)備容器和帶底座的膜下設(shè)備容器，二者之間相連接并有相貫通的通道，被測試模體材料位于膜上設(shè)備容器和膜下設(shè)備容器之間并將二者之間的通道分隔， 所述的膜上設(shè)備容器內(nèi)存有模擬膜上環(huán)境的上介質(zhì)，所述的膜下設(shè)備容器內(nèi)填滿模擬膜下環(huán)境的下介質(zhì)，所述的膜上設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第一管閥接口和與試驗(yàn)用水源供給裝置連通的第二管閥接口 ；所述的膜下設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第三管閥接口和與排水系統(tǒng)連通的第四管閥接口 ；所述的膜上設(shè)備容器頂蓋中間部位安裝一排氣或排水閥門。
所述的試驗(yàn)用水源供給裝置為一可升降的穩(wěn)壓水箱，它包括可升降的水箱體、設(shè)置在水箱體上的進(jìn)水控制閥門和溢流口，水箱體與第二管閥接口之間通過軟管連接。
本發(fā)明的有益效果是，該種裝置在水利工程領(lǐng)域鋪膜防滲工程中，可以方便地進(jìn)行膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)、膜體材料透氣性測試，以及膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)；為水利工程防滲施工，提供了保障。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明豎向剖面示意圖.
圖中，1膜體材料，2膜上設(shè)備容器，3頂蓋，4膜下設(shè)備容器，5底座，6穩(wěn)壓水箱，7 第一法蘭，8第二法蘭，9第一管閥接口，10第二管閥接口，11第三法蘭，12第三管閥接口，133軟管，14溢流口，15進(jìn)水控制閥門，16第四管閥接口。
具體實(shí)施方式
在圖1中，該種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，包括帶頂蓋3的膜上設(shè)備容器2和帶底座5 的膜下設(shè)備容器4，二者之間相連接并有相貫通的通道。
所述的膜上設(shè)備容器2由圓柱筒狀容器體、頂蓋3及其附件組成，材質(zhì)由鋼、有機(jī)玻璃或其他硬質(zhì)材料組成，該附件主要指第一法蘭7和第二法蘭8、連接測試設(shè)備的第一管閥接口 9、連接試驗(yàn)用水源供給裝置的第二管閥接口 10等，第一法蘭7和第二法蘭8分別固焊在膜上設(shè)備容器2的圓柱筒狀容器體的兩端，頂蓋3與第一法蘭7相連，用于密封容器體或填充介質(zhì)。所述的膜上設(shè)備容器2內(nèi)存有模擬膜上環(huán)境的上介質(zhì)，對于水利工程上介質(zhì)為水，模擬膜體材料上部所承受的水體。
所述的試驗(yàn)用水源供給裝置為一可升降的穩(wěn)壓水箱6，它包括可升降的水箱體、設(shè)置在水箱體上的進(jìn)水控制閥門15和溢流口 14，水箱體與第二管閥接口 10之間通過軟管13 連接。水箱體設(shè)置在升降設(shè)備上，可以根據(jù)需要上升或下降，用于提供試驗(yàn)所需的具有穩(wěn)定水頭的水源。
所述的膜下設(shè)備容器4由圓柱筒狀容器、底座5及其附件組成，材質(zhì)由鋼、有機(jī)玻璃或其他硬質(zhì)材料組成，該附件主要指第三法蘭11、連接測試設(shè)備的第三管閥接口 12、連接排水系統(tǒng)的第四管閥接口 16等，膜下設(shè)備容器內(nèi)填滿模擬膜下環(huán)境的下介質(zhì)，水利工程中該下介質(zhì)為土、砂卵石等，模擬膜體材料下部土體。
膜體材料1為氣脹試驗(yàn)所需要檢測的試驗(yàn)樣品，位于膜上設(shè)備容器的第二法蘭8 與膜下設(shè)備容器的第三法蘭11之間，各法蘭中間為孔狀通道，被測試模體材料1位于膜上設(shè)備容器2和膜下設(shè)備容器4之間并將二者之間的通道分隔，由緊固件將第二法蘭8與第三法蘭11緊固連接在一起。
所述的測試設(shè)備為外置式，通過第一管閥接口 9和第三管閥接口 12相連，它由測壓管、孔隙水壓計(jì)、孔隙氣壓計(jì)、水量量測儀器、監(jiān)視設(shè)備，觀測平臺等組成，用于獲得膜下或膜上所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如土體內(nèi)部的孔隙氣壓力和孔隙水壓力，膜體材料上部水頭、膜體材料下部水頭、水量，以及用于觀測試驗(yàn)現(xiàn)象的攝像監(jiān)測系統(tǒng)(包括水下攝像監(jiān)測系統(tǒng))。
平原水庫氣脹試驗(yàn)步驟
一、膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)、膜體材料透氣性測試步驟
第一步將試驗(yàn)土樣裝入膜下設(shè)備容器4內(nèi)，裝土高度與第三法蘭11齊平；
第二步將膜體材料1放于第三法蘭11之上，在膜體材料1與第三法蘭11之間設(shè)有密封材料；
第三步將膜上設(shè)備容器2吊裝在膜下設(shè)備容器4之上，并使膜上設(shè)備容器2的第二法蘭8壓在膜體材料1和膜下設(shè)備容器之上，用螺栓將第二法蘭8、膜體材料1和第三法蘭11固定在一起；
第三步將膜上穩(wěn)壓水箱的水箱體6固定在適當(dāng)高的位置，并將水箱體用軟管連接在第二管閥接口 10上；
第四步安裝好進(jìn)、排水系統(tǒng)，進(jìn)水管接膜上穩(wěn)壓水箱的進(jìn)水控制閥門15，出水管接排水系統(tǒng)的第四管閥接口 16;
第五步將測試設(shè)備通過第一管閥接口 9和第三管閥接口 12與本裝置相連；
第六步布置好監(jiān)測設(shè)備，以記錄試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
第七步通過進(jìn)水管將水送入水箱體內(nèi)，氣脹試驗(yàn)觀測開始，記錄膜上設(shè)備容器2 內(nèi)水壓，并通過監(jiān)測設(shè)備觀察試驗(yàn)現(xiàn)象，記錄測試試驗(yàn)設(shè)備；在試驗(yàn)過程中可通過膜上設(shè)備容器頂蓋3上的排氣或排水閥門將膜上設(shè)備容器2中的氣排出。
第八步持續(xù)進(jìn)行氣脹試驗(yàn)，直至膜體材料1產(chǎn)生氣脹破壞；如不發(fā)生氣脹破壞， 維持一定時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束。
二、膜體材料透氣性測試步驟
膜體材料透氣性測試同膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)，不同只是采用固定壓力進(jìn)行氣脹試驗(yàn)，但不發(fā)生氣脹破壞。
三、膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)步驟
膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)與膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)的區(qū)別在于進(jìn)行滲透試驗(yàn)時(shí)，打開出水管接排水系統(tǒng)的第四管閥接口 16，形成滲透通道，參照土工滲流試驗(yàn)的方法，采用固定水頭法或變水頭法，測量滲水量，計(jì)算滲透系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，其特征是，包括帶頂蓋的膜上設(shè)備容器和帶底座的膜下設(shè)備容器，二者之間相連接并有相貫通的通道，被測試模體材料位于膜上設(shè)備容器和膜下設(shè)備容器之間并將二者之間的通道分隔，所述的膜上設(shè)備容器內(nèi)存有模擬膜上環(huán)境的上介質(zhì)，所述的膜下設(shè)備容器內(nèi)填滿模擬膜下環(huán)境的下介質(zhì)，所述的膜上設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第一管閥接口和與試驗(yàn)用水源供給裝置連通的第二管閥接口 ；所述的膜下設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第三管閥接口和與排水系統(tǒng)連通的第四管閥接口 ；所述的膜上設(shè)備容器頂蓋中間部位安裝一排氣或排水閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，其特征是，所述的試驗(yàn)用水源供給裝置為一可升降的穩(wěn)壓水箱，它包括可升降的水箱體、設(shè)置在水箱體上的進(jìn)水控制閥門和溢流口，水箱體與第二管閥接口之間通過軟管連接。
全文摘要
一種土工膜氣脹試驗(yàn)裝置，屬于水利工程領(lǐng)域，它包括膜上設(shè)備容器和與膜上設(shè)備容器相通的膜下設(shè)備容器，被測試模體材料位于膜上設(shè)備容器和膜下設(shè)備容器之間并將通道分隔，所述的膜上設(shè)備容器內(nèi)存有模擬膜上環(huán)境的上介質(zhì)，所述的膜下設(shè)備容器內(nèi)填滿模擬膜下環(huán)境的下介質(zhì)，所述的膜上設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第一管閥接口和與試驗(yàn)用水源供給裝置連通的第二管閥接口；所述的膜下設(shè)備容器底部設(shè)有與測試系統(tǒng)相連通的第三管閥接口和與排水系統(tǒng)連通的第四管閥接口；所述的頂蓋上安裝一排氣或排水閥門。它可以方便地進(jìn)行膜體材料氣脹破壞試驗(yàn)、膜體材料透氣性測試，以及膜體材料氣脹破壞前、后的滲透試驗(yàn)。
文檔編號G01N15/08GK102507331SQ20111031143
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者李志強(qiáng), 李旺林, 李永順 申請人:濟(jì)南大學(xué)