[發明專利]檢測防滲幕墻阻擋離子擴散效果的室內試驗裝置

有效

• 申請號: 201410581781.8
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104359800B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 席永慧;蔡策毅;郭麗南
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于環境土木工程領域，是一種用于在實驗室內檢測防滲幕墻（比如水泥膨潤土）阻擋污染離子遷移效果的試驗裝置。

背景技術

目前，經濟飛速發展帶來的環境問題日益凸顯，而城市垃圾的處理問題也愈來愈引起人們的關注。就目前而言，生活垃圾的處理方法主要有堆放、填埋、焚燒、堆肥四種，

其中填埋法由于其處理成本最低、終極化程度最高，在國內外已得到普遍采用。地質環境作為填埋工程的一個重要組成部分，對垃圾衛生填埋的效果起關鍵作用。許多填埋場的失效，多由于填埋場周邊或底部巖土體不能有效地阻止滲濾液的浸出所致。經調查發現，多數自然地質條件不滿足2013年建設部頒布的《生活垃圾衛生填埋技術規范》中的規定，“當天然基礎層飽和滲透系數小于1.0×cm/s，且場底及四壁襯里的厚度不小于2m時，可采用天然黏土類襯里結構”。因此，如何做好防滲措施、進行人工防滲是衛生填埋的基礎，也是防止垃圾二次污染、保護地質環境的重要環節。

根據填埋場防滲設施鋪設方向的不同，可將填埋場防滲分為垂直防滲和水平防滲。水平防滲是指防滲層水平方向布置，防止垃圾滲濾液向下滲透污染地下水。垂直防滲是指防滲層豎向布置，防止滲濾液向周圍滲透污染地下水，防滲幕墻是垂直防滲的重要形式，主要是利用水泥漿液、粘土漿液或其他化學漿液，通過灌注壓入、高壓噴射或機械攪拌，將漿液和土顆粒膠結起來，改善地基土的物理和力學性質，增加密實度，達到防滲目的。但是由于其無法完全阻擋離子的遷移擴散，所以需要估算防滲幕墻的擊穿時間及使用壽命。擴散參數的測定雖然在現場試驗確定最為準確，但這樣做會很費時間，基本無法做大量重復試驗對比，而且會對環境造成污染，所以一般是通過實驗室模型試驗確定。現有的一些模型和方法都只是針對粘土幕墻的，主要是在實驗室測定針對污染物（如離子）在粘土幕墻的擴散參數（如擴散系數），少數針對水泥土隔離幕墻的，幕墻的制作和試樣過程中幕墻本身容易發生破壞（如產生裂縫），且取樣測試也相當困難。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種檢測防滲幕墻阻擋某些離子遷移效果的室內試驗裝置，由兩塊防滲幕墻將有機玻璃制成的長方形盒狀箱體分隔成三個空倉，中間空倉放置人工配制的污染離子溶液，兩側空倉放置未污染的凈土。通過模型試驗來取得針對防滲幕墻的擴散系數等參數, 然后根據擴散-彌散方程來估算污染場地幕墻的擊穿時間和使用年限，進而可評價污染場地的防滲幕墻隔離方法及其阻擋離子擴散的效果等。

本發明的目的實現由以下技術方案完成：

一種檢測防滲幕墻阻擋離子擴散效果的室內試驗裝置，所述裝置為長方形，由盒狀箱體、防滲幕墻和有機玻璃多孔板組成，兩塊防滲幕墻垂直布置于盒狀箱體內，將盒狀箱體分割成三個空倉，即一個中間空倉和位于其兩側的空倉，所述中間空倉的容積與兩則的空倉容積相等，位于兩側的空倉內分別放置八塊有機玻璃多孔板，八塊有機玻璃多孔板組成四對有機玻璃多孔板，每對有機玻璃多孔板之間的間隙處形成槽，所述槽的寬度為0.8－1.2cm；操作時，在兩側空倉的每對有機玻璃多孔板之間組成的槽內放置蒸餾水，兩側空倉的其余部位放置未污染的凈土，在中間空倉內放置人工配制好的污染離子溶液，按照規定頻率從槽內取樣測定溶液的濃度。根據測得的數據，計算離子擴散參數,并確定滿足一定設計年限下的防滲幕墻的厚度。

本發明中，所述防滲幕墻與長方形盒狀箱體的側板、底板之間連接無縫隙。

本發明中，所述有機玻璃多孔板上鉆有小孔，所述小孔的開孔率達到40%以上。

本發明中，所述盒狀箱體的底板和側板均采用有機玻璃，便于從外界直接觀測有色離子的擴散情況。

本發明中，所述和防滲幕墻粘結的多孔板四周最邊緣的孔位置距板邊緣2cm，保證有機玻璃多孔板與防滲幕墻之間有足夠的粘結面積。

本發明的有益效果是：裝置簡便、實用、經濟，制作簡單，僅用幾塊有機玻璃板即可拼裝成，而且可以同時測定污染物(如離子)通過兩種不同防滲幕墻的擴散，并且解決了土中取樣難的問題。由于有機玻璃是透明的，可以從外面直接觀測某些有色離子的遷移擴散情況。價格低廉，類似盒子只要幾百元左右的成本。試驗過程中，只有擴散過程存在，沒有滲流的干擾，測得的擴散系數是純擴散系數，比較準確。

附圖說明

圖1為有機玻璃板制成的試驗結構裝置；

圖2為放置防滲幕墻后的示意圖；

圖3為試驗裝置的平面圖；

圖4為有機玻璃多孔板的示意圖。