專利名稱：一種土工織物透水率測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試多孔材料的滲透性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土工織物，有時(shí)簡稱土工布，是一種透水性土工合成材料，在工程中主要有反濾、排水、加筋、防護(hù)、隔離和包裹的作用，在工程中有廣泛的應(yīng)用。其中機(jī)織土工織物由兩組平行細(xì)絲或紗按一定方式交織而成，兩組細(xì)絲互相垂直，沿機(jī)器方向的稱為經(jīng)紗，而橫過機(jī)器方向的稱為緯紗，經(jīng)紗較緯紗排列更為緊密。土工織物的滲透特性極其重要，特別是在反濾和排水工程應(yīng)用中。其滲透性一般以滲透系數(shù)或透水率表征。在測試土工織物的滲透性時(shí)，規(guī)范(GB/T 15789-2005 土工布及其有關(guān)產(chǎn)品無負(fù)荷時(shí)垂直滲透)中建議的測試方法是針對無荷載作用和無變形的土工織物，所測得織物的滲透系數(shù)或透水率是初始滲透系數(shù)或初始透水率。而在實(shí)際工程中，土工織物往往會(huì)受到切向張力的作用，有研究表明張力作用下織物的孔徑會(huì)有明顯變化，使得土工織物實(shí)際的滲透特性與初始值必然有很大不同，因此目前方法所測得的滲透特性在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)導(dǎo)致較大誤差；并且在目前的測試方法中，未考慮到機(jī)織土工織物經(jīng)向和緯向受力的差別，實(shí)際上織物受到經(jīng)向張力或緯向張力時(shí)對其滲透特性影響是不同的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種土工織物透水率測試裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，可在對機(jī)織土工織物施加一定張力的條件下測試其透水率，使得測試結(jié)果更真實(shí)準(zhǔn)確，減小實(shí)際應(yīng)用時(shí)的誤差。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種土工織物透水率測試裝置，包括張拉儀和滲透儀；
張拉儀包括矩形固定框架、拉力傳感器、張力施加旋鈕和用于夾持土工織物的夾具；固定框架每條邊中間的外側(cè)均設(shè)有張力施加旋鈕，固定框架每條邊中間的內(nèi)側(cè)均設(shè)有所述夾具，夾具與張力施加旋鈕相連接；固定框架其中相鄰的兩個(gè)邊中間內(nèi)側(cè)設(shè)有拉力傳感器，夾具通過拉力傳感器與張力施加旋鈕相連接；
滲透儀包括滲透儀一部和滲透儀二部；滲透儀一部為兩端開口的有機(jī)玻璃圓管；滲透儀二部包括第一豎管、第二豎管和水平管，第一豎管、第二豎管和水平管均為有機(jī)玻璃管，水平管的中間設(shè)有閥門，水平管的右端設(shè)有排水閥；第一豎管的下端與水平管的左端密封連接，水平管的右端與第二豎管的下端密封連接；滲透儀一部的直徑、第一豎管的直徑和第二豎管的直徑相同；滲透儀一部的下端通過法蘭盤與第一豎管的上端固定；滲透儀一部的上端與第二豎管的上端在同一水平位置；
固定框架的中心與法蘭盤界面的中心重合，既當(dāng)待測土工織物被夾緊安裝到張拉儀上進(jìn)行測試時(shí)，待測區(qū)域的中心應(yīng)當(dāng)位于法蘭盤與滲透儀一部中間，或法蘭盤與第一豎管之間。
優(yōu)選的在滲透儀一部與法蘭盤之間設(shè)有防水墊圈，第一豎管與法蘭盤之間設(shè)有防水墊圈。優(yōu)選的土工織物透水率測試裝置還包括張拉儀支架和滲透儀支架。本發(fā)明使用時(shí)首先用夾具將土工織物固定到固定框架內(nèi)，通過對織物施加張力，用拉力傳感器測得織物所受張力的大小。為保證試驗(yàn)過程中所受張力不會(huì)變化，把織物連同張拉儀與滲透儀固定到一起，使土工織物正好位于滲透儀一部與第一豎管兩段有機(jī)玻璃管的交界面處，對正后通過法蘭盤固定滲透儀，確保各連接部位不漏水。然后向滲透儀內(nèi)注入適量的水，開啟滲透儀閥門，用攝像機(jī)或其它光學(xué)方法記錄滲透儀內(nèi)液面高度變化，換算并繪制織物兩側(cè)水頭差隨時(shí)間的變化曲線，最后根據(jù)實(shí)施例提出的公式進(jìn)行擬合即可計(jì)算得到織物在當(dāng)前張力下的透水率。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明土工織物透水率測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，可在對機(jī)織土工織物施加一定張力的條件下測試其透水率，使得測試結(jié)果更真實(shí)準(zhǔn)確，減小實(shí)際應(yīng)用時(shí)的誤差。本發(fā)明用張拉儀對土工織物施加張力，然后與滲透儀組合，用變水頭法測試承受張力的土工織物的透水率，彌補(bǔ)了現(xiàn)有土工織物滲透性測試方法未考慮織物所受切向張力的不足，可以方便的測出受到切向張力作用下的機(jī)織土工織物的透水率，并可得到土工織物透水率隨張力的變化曲線，方便研究其變化規(guī)律。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是張拉儀的結(jié)構(gòu)示意 圖3是滲透儀的結(jié)構(gòu)示意 圖4是待測土工織物俯視 I為矩形固定框架，2為拉力傳感器，3為張力施加旋鈕，4為夾具，5為滲透儀一部，6為第一豎管，7為第二豎管，8為水平管，9為閥門，10為排水閥，11為法蘭盤，12為防水墊圈，
13為張拉儀支架，14為滲透儀支架，15為土工織物待測區(qū)域。
具體實(shí)施例方式土工織物透水率測試裝置，包括張拉儀和滲透儀；
張拉儀包括矩形固定框架1、拉力傳感器2、張力施加旋鈕3和用于夾持土工織物的夾具4 ;固定框架I每條邊中間的外側(cè)均設(shè)有張力施加旋鈕3，固定框架I每條邊中間的內(nèi)側(cè)均設(shè)有夾具4，夾具4與張力施加旋鈕3相連接；固定框架I其中相鄰的兩個(gè)邊中間內(nèi)側(cè)設(shè)有拉力傳感器2，夾具4通過拉力傳感器2與張力施加旋鈕3相連接；
滲透儀包括滲透儀一部5和滲透儀二部；滲透儀一部5為兩端開口的有機(jī)玻璃圓管；滲透儀二部包括第一豎管6、第二豎管7和水平管8，第一豎管6、第二豎管7和水平管8均為有機(jī)玻璃管，水平管8的中間設(shè)有閥門9，水平管8的右端設(shè)有排水閥10 ;第一豎管6的下端與水平管8的左端密封連接，水平管8的右端與第二豎管7的下端密封連接；滲透儀一部5的直徑、第一豎管6的直徑和第二豎管7的直徑相同；滲透儀一部5的下端通過法蘭盤11與第一豎管6的上端固定；滲透儀一部5的上端與第二豎管7的上端在同一水平位置； 固定框架I的中心與法蘭盤界面的中心重合；
在滲透儀一部5與法蘭盤11之間設(shè)有防水墊圈12,第一豎管6與法蘭盤11之間設(shè)有防水墊圈12。土工織物透水率測試裝置還包括張拉儀支架13和滲透儀支架14。本發(fā)明具體的尺寸為滲透儀一部、第一豎管和第二豎管的內(nèi)部直徑為90mm，滲透儀一部的長度為420mm，第一豎管的長度為200mm，
利用本發(fā)明土工織物透水率測試裝置測試土工織物的透水率時(shí)按照以下步驟進(jìn)行
(I)將待測土工織物試樣剪裁成如附圖4所示的十字形，用夾具夾緊安裝到張拉儀上(夾具應(yīng)能防止土工織物滑動(dòng)又避免織物在夾具內(nèi)被夾壞)，使土工織物待測區(qū)域的中心與固定框架的中心重合，通過張力施加旋扭對土工織物施加張力，通過拉力傳感器測得所受張力大小。(2)將張拉儀和滲透儀分別固定到張拉儀支架和滲透儀支架上并調(diào)整位置，使試樣待測區(qū)位于滲透儀一部與第一豎管正中，且與法蘭界面保持在同一高度，土工織物待測區(qū)域的中心與法蘭盤界面的中心重合。將滲透儀一部和第一豎管兩部分界面法蘭盤墊上防水墊圈，對正后通過法蘭盤連接緊密，確保各連接部位不漏水。(3)打開閥門，從第二豎管頂端加水，至略高于土工織物后，關(guān)閉閥門，然后將滲透儀一部加滿水，同時(shí)溫度計(jì)記錄試驗(yàn)用水溫度T。(4)打開閥門開始試驗(yàn)，用攝像機(jī)記錄液面高度變化，直至滲透儀一部與第二豎管兩部分水面持平。(5)根據(jù)攝像機(jī)拍攝的滲透儀一部中水位下降過程，取任意時(shí)刻水面高度讀數(shù)為zt，試驗(yàn)完成時(shí)即滲透儀一部與第二豎管兩部分水面持平時(shí)水面高度讀數(shù)為Zf，則t時(shí)刻織物兩側(cè)的水頭差
權(quán)利要求
1.一種土工織物透水率測試裝置，包括滲透儀；其特征在于還包括土工織物雙向張拉儀；將張拉后的土工織物裝夾于滲透儀的測試部位。
2.如權(quán)利要求1所述的土工織物透水率測試裝置，其特征在于所述張拉儀包括矩形固定框架(I)、拉力傳感器(2)、張力施加旋鈕(3)和用于夾持土工織物的夾具(4);所述固定框架(I)每條邊中間的外側(cè)均設(shè)有張力施加旋鈕(3)，所述固定框架(I)每條邊中間的內(nèi)側(cè)均設(shè)有所述夾具(4)，所述夾具(4)與張力施加旋鈕(3)相連接；所述固定框架(I)其中相鄰的兩個(gè)邊中間內(nèi)側(cè)設(shè)有拉力傳感器(2)，所述夾具(4)通過拉力傳感器(2)與張力施加旋鈕(3)相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的土工織物透水率測試裝置，其特征在于滲透儀包括滲透儀一部(5)和滲透儀二部；滲透儀一部(5)為兩端開口的有機(jī)玻璃圓管；滲透儀二部包括第一豎管(6)、第二豎管(7)和水平管(8)，第一豎管(6)、第二豎管(7)和水平管(8)均為有機(jī)玻璃管，水平管(8)的中間設(shè)有閥門(9)，水平管(8)的右端設(shè)有排水閥(10);第一豎管(6)的下端與水平管(8)的左端密封連接，水平管(8)的右端與第二豎管(7)的下端密封連接；滲透儀一部(5)的直徑、第一豎管(6)的直徑和第二豎管(7)的直徑相同；滲透儀一部(5)的下端通過法蘭盤(11)與第一豎管(6)的上端固定；滲透儀一部(5)的上端與第二豎管(7)的上端在同一水平位置。
4.如權(quán)利要求1所述的土工織物透水率測試裝置，其特征在于在滲透儀一部(5)與法蘭盤(11)之間設(shè)有防水墊圈(12),第一豎管(6)與法蘭盤(11)之間設(shè)有防水墊圈(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的土工織物透水率測試裝置，其特征在于還包括張拉儀支架(13)和滲透儀支架(14)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土工織物透水率測試裝置，屬于測試多孔材料的滲透性技術(shù)領(lǐng)域。包括張拉儀和滲透儀；張拉儀包括矩形固定框架、拉力傳感器、張力施加旋鈕和用于夾持土工織物的夾具；滲透儀包括滲透儀一部和滲透儀二部；滲透儀一部為兩端開口的有機(jī)玻璃圓管；滲透儀二部包括第一豎管、第二豎管和水平管，水平管的中間設(shè)有閥門；第一豎管的下端與水平管的左端密封連接，水平管的右端與第二豎管的下端密封連接；滲透儀一部的下端通過法蘭盤與第一豎管的上端固定；固定框架的中心與法蘭盤界面的中心重合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，可在對機(jī)織土工織物施加一定張力的條件下測試其透水率，使得測試結(jié)果更真實(shí)準(zhǔn)確，減小實(shí)際應(yīng)用時(shí)的誤差。
文檔編號(hào)G01N15/08GK103048254SQ201210562390
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者劉偉超, 張儀萍, 楊廣慶, 熊保林, 湯勁松 申請人:石家莊鐵道大學(xué)