[發(fā)明專利]用于NAPLs污染砂性土場地勘察的原位連續(xù)貫入觸探探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310022293.9
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103116189A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹良通;穆青翼;陳云敏;柯瀚
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及勘測觸探探頭，尤其是涉及一種用于NAPLs污染砂性土場地勘察的原位連續(xù)貫入觸探探頭。

背景技術(shù)

隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及化工產(chǎn)品的普遍使用，以燃油（如柴油）、氯代烴（如四氯化碳）、芳香胺（如苯胺）等為代表的非水相液體（NAPLs）對土壤及地下水的污染問題逐漸凸顯出來。此類型的污染場地因具有污染區(qū)域空間分布離散性大、污染物遷移深度深的特點，從而造成了勘察的困難。對于NAPLs污染場地，傳統(tǒng)的勘察方法是在現(xiàn)場鉆孔取樣然后在實驗室內(nèi)進(jìn)行化學(xué)分析。該方法存在耗時、取原狀樣困難、費用高的缺點，因此，如何快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟的勘測污染區(qū)域的范圍及污染程度，是這類污染場地修復(fù)面臨的首要環(huán)節(jié)。近年來，國外諸多學(xué)者都實驗發(fā)現(xiàn)了土介質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)（介電常數(shù)、電導(dǎo)率）能有效表征土壤中NAPLs的含量，可作為NAPLs污染土的檢測指標(biāo)。因此發(fā)明一種能夠快速、連續(xù)、準(zhǔn)確獲得污染場地中不同土層電學(xué)性質(zhì)的觸探探頭，對NAPLs污染場地的快速篩查具有重要的價值。

原位靜力觸探（CPT）儀可以快速、連續(xù)貫入并測試各土層的力學(xué)特性（即錐尖阻力和側(cè)摩阻力），是巖土工程勘察中常用工具。目前，針對污染場地的原位勘察，國內(nèi)外有些學(xué)者（如國外Campanella等，國內(nèi)劉松玉）提出了電阻率方法，并研制了測試土介質(zhì)電阻率的觸探探頭，用于重金屬離子污染土的探測。然而，實踐證明電阻率探頭難以有效探測NAPLs污染土。時域反射法能同時測得介質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率（電阻率倒數(shù)），其中介電常數(shù)可較好的表征NAPLs污染土中NAPLs的含量。此外，電導(dǎo)率作為輔助參數(shù)可對測試結(jié)果予以校驗

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于NAPLs污染砂性土場地勘察的原位連續(xù)貫入觸探探頭。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括探桿，在探桿下面依次設(shè)有摩擦桶和圓錐形探頭。在所述探桿與摩擦桶之間還裝有時域反射法測試探頭；該時域反射法測試探頭的結(jié)構(gòu)如下：在中空的Derlin棒的上端與探桿用螺紋連接；在Derlin棒中部的一段圓柱面上嵌入對稱分布的六根不銹鋼針；六根不銹鋼針上、下端與Derlin棒分別用螺釘固定；兩根同軸電纜從觸探探桿經(jīng)上端的Derlin棒中空部分穿入，其中不銹鋼針上端且通過Derlin棒直徑的一對螺釘分別與各自同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體焊接，位于所述一對螺釘兩側(cè)的相鄰兩個螺釘各自為一組，分別與各自同軸電纜外導(dǎo)體焊接，摩擦桶的上端與Derlin棒下端用螺紋連接；在摩擦桶的下端安裝圓錐形探頭。

所述六根不銹鋼針的直徑均為4mm，長度均為200mm。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1）該探頭同時測得土壤介質(zhì)的介電常數(shù)、電導(dǎo)率、錐尖阻力以及側(cè)摩阻力，其中錐尖阻力以及側(cè)摩阻力用來鑒定飽和砂性土及密實度，介電常數(shù)用來表征砂性土中NAPLs污染物的含量，此外，電導(dǎo)率作為輔助參數(shù)，通過砂性土電導(dǎo)率與含水量的相關(guān)關(guān)系對測試結(jié)果予以校驗。

2）該探頭與傳統(tǒng)的靜力觸探（CPT）儀結(jié)合起來，實現(xiàn)原位快速、連續(xù)貫入和準(zhǔn)確的測量，達(dá)到了快速篩查NAPLs污染區(qū)域范圍及污染程度的目的。

3）本發(fā)明設(shè)置了兩根同軸電纜可進(jìn)行平行的測試，提高了測試結(jié)果的可靠性。

4）該發(fā)明對測試砂性土介電常數(shù)和電導(dǎo)率的標(biāo)定過程具有理論依據(jù)強，過程簡單的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1本發(fā)明時域反射法測試探頭1—1截面的截面圖。

圖3是飽和砂土中介電常數(shù)與NAPLs體積含量關(guān)系。

圖4是飽和砂土中電導(dǎo)率與體積含水量關(guān)系。

圖5是人工設(shè)置的NAPLs污染砂土層狀分布圖。

圖6是針對圖5設(shè)置的NAPLs污染砂土層狀分布，測得的時域反射波形圖。

圖中：1、同軸電纜，2、Derlin棒，3、螺紋，4、螺釘，5、不銹鋼針，6、摩擦桶，7、圓錐形探頭，8、探桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括探桿8，在探桿8下面依次設(shè)有摩擦桶6和圓錐形探頭7（即傳統(tǒng)靜力觸探儀探頭）；在所述探桿8與摩擦桶6之間還裝有時域反射法測試探頭；該時域反射法測試探頭的結(jié)構(gòu)如下：