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专利名称：一种土工膜气胀试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于水利工程领域水平铺膜防渗工程中试验设备，特别是一种土工膜气胀试验装置。
背景技术：
为了解决部分平原地区无调蓄水库的问题，我国需要兴建大批的平原水库调蓄工程。在平原水库建设中，水库防渗是建设平原水库的关键技术问题。在平原水库防渗设计中，对于地质条件较差、缺乏理想不透水层的平原水库需要考虑库盘防渗方案，即水库底部整体水平防渗。在库盘铺膜防渗中，考虑经济因素，首选土工膜防渗。在土工膜库盘防渗中， 膜下非饱和土中气体可引起膜体气胀破坏，导致水库漏水，影响水库的正常运营。
因此进行膜体材料气胀破坏试验、膜体材料透气性测试，以及膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验具有重要的现实意义，目前还没有这样的专用设备。发明内容
本发明的目的是提供一种土工膜气胀试验装置，在水利工程领域水平铺膜防渗工程中，它可以进行膜体材料气胀破坏试验、膜体材料透气性测试，以及膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该种土工膜气胀试验装置，其特征是，包括带顶盖的膜上设备容器和带底座的膜下设备容器，二者之间相连接并有相贯通的通道，被测试模体材料位于膜上设备容器和膜下设备容器之间并将二者之间的通道分隔， 所述的膜上设备容器内存有模拟膜上环境的上介质，所述的膜下设备容器内填满模拟膜下环境的下介质，所述的膜上设备容器底部设有与测试系统相连通的第一管阀接口和与试验用水源供给装置连通的第二管阀接口 ；所述的膜下设备容器底部设有与测试系统相连通的第三管阀接口和与排水系统连通的第四管阀接口 ；所述的膜上设备容器顶盖中间部位安装一排气或排水阀门。
所述的试验用水源供给装置为一可升降的稳压水箱，它包括可升降的水箱体、设置在水箱体上的进水控制阀门和溢流口，水箱体与第二管阀接口之间通过软管连接。
本发明的有益效果是，该种装置在水利工程领域铺膜防渗工程中，可以方便地进行膜体材料气胀破坏试验、膜体材料透气性测试，以及膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验；为水利工程防渗施工，提供了保障。


下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明竖向剖面示意图.
图中，1膜体材料，2膜上设备容器，3顶盖，4膜下设备容器，5底座，6稳压水箱，7 第一法兰，8第二法兰，9第一管阀接口，10第二管阀接口，11第三法兰，12第三管阀接口，133软管，14溢流口，15进水控制阀门，16第四管阀接口。
具体实施方式
在图1中，该种土工膜气胀试验装置，包括带顶盖3的膜上设备容器2和带底座5 的膜下设备容器4，二者之间相连接并有相贯通的通道。
所述的膜上设备容器2由圆柱筒状容器体、顶盖3及其附件组成，材质由钢、有机玻璃或其他硬质材料组成，该附件主要指第一法兰7和第二法兰8、连接测试设备的第一管阀接口 9、连接试验用水源供给装置的第二管阀接口 10等，第一法兰7和第二法兰8分别固焊在膜上设备容器2的圆柱筒状容器体的两端，顶盖3与第一法兰7相连，用于密封容器体或填充介质。所述的膜上设备容器2内存有模拟膜上环境的上介质，对于水利工程上介质为水，模拟膜体材料上部所承受的水体。
所述的试验用水源供给装置为一可升降的稳压水箱6，它包括可升降的水箱体、设置在水箱体上的进水控制阀门15和溢流口 14，水箱体与第二管阀接口 10之间通过软管13 连接。水箱体设置在升降设备上，可以根据需要上升或下降，用于提供试验所需的具有稳定水头的水源。
所述的膜下设备容器4由圆柱筒状容器、底座5及其附件组成，材质由钢、有机玻璃或其他硬质材料组成，该附件主要指第三法兰11、连接测试设备的第三管阀接口 12、连接排水系统的第四管阀接口 16等，膜下设备容器内填满模拟膜下环境的下介质，水利工程中该下介质为土、砂卵石等，模拟膜体材料下部土体。
膜体材料1为气胀试验所需要检测的试验样品，位于膜上设备容器的第二法兰8 与膜下设备容器的第三法兰11之间，各法兰中间为孔状通道，被测试模体材料1位于膜上设备容器2和膜下设备容器4之间并将二者之间的通道分隔，由紧固件将第二法兰8与第三法兰11紧固连接在一起。
所述的测试设备为外置式，通过第一管阀接口 9和第三管阀接口 12相连，它由测压管、孔隙水压计、孔隙气压计、水量量测仪器、监视设备，观测平台等组成，用于获得膜下或膜上所需的试验数据，如土体内部的孔隙气压力和孔隙水压力，膜体材料上部水头、膜体材料下部水头、水量，以及用于观测试验现象的摄像监测系统(包括水下摄像监测系统)。
平原水库气胀试验步骤
一、膜体材料气胀破坏试验、膜体材料透气性测试步骤
第一步将试验土样装入膜下设备容器4内，装土高度与第三法兰11齐平；
第二步将膜体材料1放于第三法兰11之上，在膜体材料1与第三法兰11之间设有密封材料；
第三步将膜上设备容器2吊装在膜下设备容器4之上，并使膜上设备容器2的第二法兰8压在膜体材料1和膜下设备容器之上，用螺栓将第二法兰8、膜体材料1和第三法兰11固定在一起；
第三步将膜上稳压水箱的水箱体6固定在适当高的位置，并将水箱体用软管连接在第二管阀接口 10上；
第四步安装好进、排水系统，进水管接膜上稳压水箱的进水控制阀门15，出水管接排水系统的第四管阀接口 16;
第五步将测试设备通过第一管阀接口 9和第三管阀接口 12与本装置相连；
第六步布置好监测设备，以记录试验现象和试验数据；
第七步通过进水管将水送入水箱体内，气胀试验观测开始，记录膜上设备容器2 内水压，并通过监测设备观察试验现象，记录测试试验设备；在试验过程中可通过膜上设备容器顶盖3上的排气或排水阀门将膜上设备容器2中的气排出。
第八步持续进行气胀试验，直至膜体材料1产生气胀破坏；如不发生气胀破坏， 维持一定时间试验，试验结束。
二、膜体材料透气性测试步骤
膜体材料透气性测试同膜体材料气胀破坏试验，不同只是采用固定压力进行气胀试验，但不发生气胀破坏。
三、膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验步骤
膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验与膜体材料气胀破坏试验的区别在于进行渗透试验时，打开出水管接排水系统的第四管阀接口 16，形成渗透通道，参照土工渗流试验的方法，采用固定水头法或变水头法，测量渗水量，计算渗透系数。
权利要求
1.一种土工膜气胀试验装置，其特征是，包括带顶盖的膜上设备容器和带底座的膜下设备容器，二者之间相连接并有相贯通的通道，被测试模体材料位于膜上设备容器和膜下设备容器之间并将二者之间的通道分隔，所述的膜上设备容器内存有模拟膜上环境的上介质，所述的膜下设备容器内填满模拟膜下环境的下介质，所述的膜上设备容器底部设有与测试系统相连通的第一管阀接口和与试验用水源供给装置连通的第二管阀接口 ；所述的膜下设备容器底部设有与测试系统相连通的第三管阀接口和与排水系统连通的第四管阀接口 ；所述的膜上设备容器顶盖中间部位安装一排气或排水阀门。
2.根据权利要求1所述的土工膜气胀试验装置，其特征是，所述的试验用水源供给装置为一可升降的稳压水箱，它包括可升降的水箱体、设置在水箱体上的进水控制阀门和溢流口，水箱体与第二管阀接口之间通过软管连接。
全文摘要
一种土工膜气胀试验装置，属于水利工程领域，它包括膜上设备容器和与膜上设备容器相通的膜下设备容器，被测试模体材料位于膜上设备容器和膜下设备容器之间并将通道分隔，所述的膜上设备容器内存有模拟膜上环境的上介质，所述的膜下设备容器内填满模拟膜下环境的下介质，所述的膜上设备容器底部设有与测试系统相连通的第一管阀接口和与试验用水源供给装置连通的第二管阀接口；所述的膜下设备容器底部设有与测试系统相连通的第三管阀接口和与排水系统连通的第四管阀接口；所述的顶盖上安装一排气或排水阀门。它可以方便地进行膜体材料气胀破坏试验、膜体材料透气性测试，以及膜体材料气胀破坏前、后的渗透试验。
文档编号G01N15/08GK102507331SQ20111031143
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者李志强, 李旺林, 李永顺 申请人:济南大学