第2章　大孔隙介質滲流試驗裝置及試驗方案

2.1　試驗系統設計

根據達西試驗裝置，采用上頂封閉式的試驗模型，通過調整內部壓強，來獲得試驗所需要的工作水頭。

本滲流試驗系統主要包括水源及供水系統、有壓水供水系統、試驗系統、測試系統、水流回收系統。其中，水源及供水系統包括地下水庫、潛水泵、供水管路及貯水箱。有壓水供水系統包括離心泵、調節閥及壓力管路。試驗裝置包括承壓箱體、大孔隙介質（粗粒石、無砂混凝土板）和進水管路及通道。測試系統包括壓力水頭測試裝置和流量測試裝置。水流回收裝置包括溢流管、退水渠和退水口等。試驗系統流程如圖2.1所示。

圖2.1　試驗系統流程圖

1—地下水庫；2—潛水泵；3—水箱進水管；4—退水、溢流、排水渠；5—供水箱；6—供水管；7—試驗供水水泵；8—調節控制閥；9—試驗裝置；10—流量測試裝置；11—地下水庫退水口；1#—1號試驗裝置；2#—2號試驗裝置

試驗時，先將地下水庫中的水用潛水泵抽至供水箱，待水達到溢流狀態，再通過離心泵抽出供水箱里的水，并經輸水管道將水從試驗裝置頂部送至試驗裝置，水流經大孔隙介質（粗粒石、無砂混凝土板）滲流后，從試驗裝置底部的出水部分流出，并經循環回水管、退水渠流回地下水庫。其中，退水渠由塑料板黏合而成，其上裝有直角三角形堰，用來測量滲流流量，進水壓力用精密壓力表測量。試驗系統布置圖如圖2.2所示。

圖2.2　試驗系統布置圖

為了詳細說明該滲流試驗裝置，將試驗裝置進行細化為進水段、粗粒石層段、無砂混凝土板段和入滲水流出水段。試驗系統采用直徑D=65mm的鋼管向試驗裝置供水，離心泵型號為IS-65-80-160型，功率為7.5kW，揚程15m，保證了水流進入試驗裝置中的連續性和壓力的穩定性；供水箱采用5mm的鋼板焊接而成的水箱，容積為1.5m×1.5m×1.5m，并且在水箱上方設置溢流水管；試驗箱體用5mm鋼板焊接制作為一個長方體承壓箱，承壓箱體長0.5m，寬0.6m，高3m。試驗裝置頂部安裝排氣閥門以及壓力通氣孔，試驗承壓箱體分為三節，底部為支撐段連接出水槽，支撐段由條形鋼板焊接而成，在支撐面上放置無砂混凝土板，中間為粗粒石層段，用于裝填粗粒石，頂部為空余的水箱蓋板；每段都用螺絲和5mm厚的法蘭墊片連接，每層接觸面布置一層聚乙烯土工膜防滲材料，用來防止水流從邊壁和接觸縫出流。試驗中采用電動葫蘆起吊裝置進行試驗裝置的安裝與大孔隙介質（粗粒石、無砂混凝土板）的放置。詳細的試驗裝置圖如圖2.3所示。

圖2.3　試驗裝置詳圖