一种土工合成材料垂直渗透仪的制作方法

本实用新型属于渗透性能测试设备技术领域，尤其是涉及一种土工合成材料垂直渗透仪。

背景技术：

土工合成材料作为一种新型的岩土工程材料，在国际上被称为继刚才、水泥、木材三大建材后的“第四大建筑材料”，土工合成材料在港口工程、水利工程、环境工程等淋雨得到广泛应用，渗透性能是土工合成材料的一项重要性能指标，其结果的准确性能够直接影响工程建设的质量。对于土工合成材料(如有纺土工布、无纺土工布、编织土工布、复合土工布等)的透水性性能测试，主要采用垂直渗透系数试验装置进行测试，是研究各类别土工布在工程应用中的隔离性、反滤性、排水性、防护性及密封性等的一种重要手段，以确定其工程适用性，做到节约材料、降低投资以及对原材料的有效利用。因此，渗透试验的精度和效率问题一直受到高度关注。

国内相关标准和规范提供了渗透系数的测定方法，其试验原理是将试样夹持在固定基座的夹具内，利用水位差原理使水垂直渗过试样，通过测定单位时间内的透水量来计算该水力梯度下试样的渗透率。

目前，市面上针对该试验原理制造了各种渗透仪器，现有的垂直渗透仪器在实际使用中存在如下缺陷：

(1)试验样品安装不易安装在夹具内，需要人工手动调节螺栓，调节速度慢，耗费试验人员大量的时间。

(2)试验结果误差大，由于采用手动调节螺栓，夹紧土工合成材料的夹紧力不足，在水力梯度下，由于土工合成材料具有一定的阻水性，水进入渗透装置后易从土工合成材料与渗透装置侧壁间的空隙流出，而未按试验要求的渗流路径垂直通过土工合成材料，使得出水管流出的水量较大，导致试验结果不准确，试验结果误差大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、土工合成材料安装方便、能够紧密夹持土工合成材料、测量误差小的土工合成材料垂直渗透仪。

本实用新型的技术方案如下：

一种土工合成材料垂直渗透仪，包括供水座和试样夹持装置；

所述供水座上安装有供水接头，所述供水座的一侧设有进水管和排水管，所述供水接头与进水管连通，所述供水座上设有托盘，所述托盘的底部与所述排水管连通；

所述试样夹持装置包括顶盘、滑盘和底座，所述底座上设有滑杆，所述底座通过滑杆由下至上依次与所述滑盘、顶盘连接，所述底座的中心处设有驱动装置，所述底座与滑盘之间设有拉簧，所述顶盘的顶部安装有量筒，所述滑盘与顶盘之间螺纹连接。

进一步，所述滑盘包括上滑盘、下滑盘和中空连杆，所述上滑盘与下滑盘之间通过中空连杆连接，所述上滑盘的上表面设有凸起螺纹。

进一步，所述上滑盘和下滑盘为环形圆盘。

进一步，所述顶盘的底部设有与凸起螺纹相匹配的凹形螺纹。

进一步，所述顶盘为环形圆盘，所述顶盘的环形内径与上滑盘的环形内径相等。

进一步，所述托盘包括内托盘和外托盘，所述外托盘的底部设有通水孔，所述通水孔与排水管连通。

进一步，所述滑杆沿底座周长等间距设置。

进一步，所述滑杆的数量至少为4个。

进一步，所述进水管和排水管上均设有阀门。

进一步，所述驱动装置为千斤顶或液压缸。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，先将土工合成材料的试样放入滑盘与顶盘之间，驱动装置的驱动控制夹紧装置的夹紧力，避免了使用人工手动调节螺栓的问题，节省了大量时间，滑盘与顶盘间螺纹连接，避免土工合成材料与渗透装置侧壁间产生缝隙，密封性高，有效提高试验结果的准确性，降低试验误差。

附图说明

图1是本实用新型的垂直渗透仪的结构示意图；

图2是本实用新型中供水座的结构示意图；

图3是本实用新型中试样夹持装置的结构示意图。

图中：

1、供水座 2、试样夹持装置 3、供水接头

4、进水管 5、排水管 6、托盘

6-1、内托盘 6-2、外托盘 7、顶盘

8、滑盘 8-1、上滑盘 8-2、下滑盘

8-3、中空连杆 9、底座 10、滑杆

11、驱动装置 12、拉簧 13、量筒

14、凸起螺纹 15、通水孔

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，决不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1-图3所示，本实用新型的土工合成材料垂直渗透仪，包括供水座1和试样夹持装置2；供水座1上安装有供水接头3，供水座1的一侧设有进水管4和排水管5，在进水管4与排水管5上设有流量控制阀门，供水接头3与进水管4连通，供水座1上设有托盘6，托盘6包括内托盘6-1和外托盘6-2，外托盘6-2的底部设有通水孔15，外托盘6-2通过通水孔15与排水管5连通；试样夹持装置2包括顶盘7、滑盘8和底座9，底座9上焊接有滑杆10，底座9通过滑杆10由下至上依次与滑盘8、顶盘7连接，滑盘8包括上滑盘8-1、下滑盘8-2和中空连杆8-3，中空连杆8-3的两端分别与上滑盘8-1、下滑盘8-2焊接，上滑盘8-1、下滑盘8-2和顶盘7为环形，上滑盘8-1的内径与顶盘7的内径相等，上滑盘8-1的上表面设有凸起螺纹14，凸起螺纹14与顶盘7的下表面设置的凹形螺纹相配合，使得上滑盘8-1与顶盘7之间将试样咬合固定。底座9的中心处设有驱动装置11(例如千斤顶)，底座9通过驱动装置11带动滑盘8沿着滑杆10向上移动，底座9与滑盘8之间设有两个拉簧12，拉簧12通过挂钩螺栓与下滑盘8-2连接，顶盘7的顶部设有量筒13，量筒13的底部与顶盘7之间胶接。

实施例2

在实施例1的基础上，本实用新型的土工合成材料垂直渗透仪的使用方法如下：

(1)垂直渗透仪的安装与调节：在进行试验前，上滑盘8-1与顶盘7处于相对分离状态，驱动装置11(例如千斤顶)安装固定在底座9的轴心处；将滑盘8套入滑杆10，套入后下滑盘8-2与千斤顶的活塞杆顶端接触，拉簧12通过挂钩螺栓与下滑盘8-2连接；将带有量筒13的顶盘7套入滑杆10，并用螺母固定安装。

(2)试验样品安装：在进行试验前，滑盘8与顶盘7之间处于相对分离状态，在试验时，将土工合成材料放置在为环形圆盘的上滑盘8-1中，使用千斤顶，千斤顶的活塞杆将滑盘8向上顶起，直至上滑盘8-1与顶盘7上分别设置的螺纹配合接触且夹紧。

(3)渗透试验：试验夹持装置2移入到托盘6内，打开进水管4上的阀门，水通过供水接头3流入量筒13中，同时打开供水接头3上的阀门来调节供水量以使量筒13内水位维持恒定，量筒13内的水在水力梯度作用下沿试样垂直渗透，并缓慢进入到内托盘6-1后溢出至外托盘6-2中。

(4)渗透试验数据测量计算：打开排水管5上的阀门，水通过外托盘6-2底部的通水孔15从排水管5中排出；测量并记录排水管5单位时间内的排水量，并且参照GB/T15789-2016计算得出该土工合成材料试样的渗透系数。

避免产生了渗透容器与土工合成材料之间的间隙，密封性能好，从而测量出准确的试验数据，降低了试验误差。

实施例3

与实施例1不同的是，底座9的中心处设有驱动装置(例如电机)，底座9在电机的带动下与下滑盘8-2顶紧，上滑盘8-1沿着滑杆10向上移动，滑杆10的顶部设有螺纹段，螺纹段的直径小于滑杆10杆体的直径，滑杆10的顶部穿入顶盘7上，顶盘7通过螺栓与滑杆10固定，保证顶盘7不会沿着滑杆10滑出。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的等同变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。