[實(shí)用新型]一種污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420455756.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN204028067U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬勇;薛強(qiáng);劉磊;陳億軍;李江山;趙立業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置，屬環(huán)境巖土工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

土壤污染已成為急需解決的重要環(huán)境問題之一。特別是污染土區(qū)域的巖土工程建設(shè)（如：固體廢棄物填埋處置場黏土防滲層安全問題和污染物在防滲層中遷移特性）所涉及的污染物遷移和巖土工程安全問題，已成為當(dāng)前環(huán)境巖土學(xué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。而獲知污染土體的滲透性能是分析污染土體內(nèi)部污染物遷移特性的前提條件。剪切破壞是大多巖土介質(zhì)破壞的主要破壞形式，同時(shí)土壤剪切破壞過程中形的剪切面對土體滲透性能影響巨大。一旦土體發(fā)生剪切破壞，剪切縫將為污染物的遷移提供直接通道，將加速污染的在土體中的擴(kuò)散速度，同時(shí)污染物在土體中遷移將弱化土體的強(qiáng)度特性，進(jìn)一步加劇土體的剪切破壞。因此，有必要研發(fā)一套污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置，開展污染土體的剪切破壞過程中的滲透性能的相關(guān)研究工作。

目前，應(yīng)用于土體剪切破壞過程中的滲透裝置主要為土體的三軸剪切滲透裝置（專利公開號：?CN102323196A，?CN2788175，?CN101398355）。該類裝置主要是綜合土體三軸剪切儀和柔性壁滲透儀的技術(shù)特點(diǎn)，柔性壁能適應(yīng)土體剪切破壞過程中側(cè)壁變形，很好地解決側(cè)壁滲漏問題。但土體試樣在三軸剪切過程中，破壞面切線方向與試樣軸線方向（即滲透方向）存在一個(gè)夾角。而土體剪切過程中形成的剪切面對土體滲透系數(shù)的影響具有方向性，土體剪切面對其相同方向的土體滲透系數(shù)影響最大，而對與其垂直方面的土體滲透系數(shù)影響較小。因此，該類儀器所測試的土體剪切過程中的滲透系數(shù)往往不能很好反應(yīng)剪切面對土壤滲透系數(shù)的最大影響。并且污染物滲透過程中對儀器腐蝕作用大，因此，該類儀器也不能直接應(yīng)用與污染土體的剪切滲透試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置，該裝置可測試污染土體在剪切破壞過程中，剪切面切線方向的滲透系數(shù)。

一種污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述一種污染土體剪切滲透試驗(yàn)裝置由機(jī)箱，圓形密封試驗(yàn)腔，底座，頂座，伺服加載系統(tǒng)，滲透系統(tǒng)組成，圓形密封試驗(yàn)腔由圓筒、底蓋、頂蓋和螺桿構(gòu)成，底蓋固定在機(jī)箱上表面，圓筒置于底蓋上方，圓筒與底蓋接觸面之間設(shè)有密封圈，頂蓋置于圓筒上方，圓筒與頂蓋接觸面之間設(shè)有密封圈，底蓋和頂蓋之間由對稱設(shè)置的螺桿連接，圓筒筒壁內(nèi)設(shè)有圓環(huán)型腹腔，圓環(huán)型腹腔開有通向圓筒內(nèi)壁面的小孔，底座固定在底蓋上表面中央位置，底座上對稱開有一對定位孔，頂座位于頂蓋下表面中央位置，頂座與頂蓋之間螺栓連接，頂座為二級臺階狀，頂座的一級臺階上開有定位孔，頂座的二級臺階上開有第四嵌入槽，伺服加載系統(tǒng)由液壓伺服加載儀，左液壓千斤頂、右液壓千斤頂，第一傳力桿、第二傳力桿、第三傳力桿、第一加載板和第二加載板、第三加載板組成，液壓伺服加載儀，左液壓千斤頂和右液壓千斤頂固定安裝在機(jī)箱內(nèi)，液壓伺服加載儀與左液壓千斤頂和右液壓千斤頂通過管道連接，第一傳力桿和第二傳力桿分別活動置于底座上的定位孔中，第一傳力桿下端與左液壓千斤頂?shù)幕钊敳抗潭ㄟB接，上端設(shè)有第一加載板，第一加載板上表面開有第一嵌入槽，第二傳力桿下端與右液壓千斤頂?shù)幕钊敳抗潭ㄟB接，上端設(shè)有第二加載板，第二加載板上表面開有第二嵌入槽，第三傳力桿活動置于頂座的定位孔中，第三傳力桿上端與位移傳感器連接，下端設(shè)置有第三加載板，第三加載板下表面開有第三嵌入槽，位移傳感器固定在頂蓋上方，第三傳力桿上設(shè)有鎖緊螺栓，鎖緊螺栓位于頂蓋與位移傳感器之間，第一加載板、第二加載板、第三加載板和頂座的二級臺階面均呈半圓狀，第一加載板與第三加載板相對應(yīng)，第二嵌入槽與第四嵌入槽相對應(yīng)，滲透系統(tǒng)由空壓機(jī)、真空泵、供水箱、回水箱、第一溶液置換箱、第二溶液置換箱、以及流量計(jì)、調(diào)壓閥、導(dǎo)管和閥門構(gòu)成，空壓機(jī)、真空泵、供水箱、回水箱、第一溶液置換箱、第二溶液置換箱均固定安裝在機(jī)箱內(nèi)，空壓機(jī)通過管道與供水箱和回水箱頂部的進(jìn)氣孔連接，空壓機(jī)與供水箱連接管道上設(shè)有閥門和調(diào)壓閥，調(diào)壓閥位于供水箱一側(cè)，空壓機(jī)與回水箱連接管道上設(shè)有閥門和調(diào)壓閥，調(diào)壓閥位于回水箱一側(cè)，第一溶液置換箱內(nèi)設(shè)有橡膠膜，橡膠膜將第一溶液置換箱等分成左右兩室，左右兩室頂部均設(shè)有與大氣連通的管道，管道上設(shè)有閥門，第二溶液置換箱內(nèi)設(shè)有橡膠膜，橡膠膜將第二溶液置換箱等分成左右兩室，左右兩室頂部均設(shè)有與大氣連通的管道，管道上設(shè)有閥門，第一嵌入槽和第二嵌入槽上的進(jìn)水口與第一溶液置換箱左室頂部的出水口通過管道連接，連接管道之間設(shè)有閥門，第一溶液置換箱右室頂部進(jìn)水口與供水箱底部的出水口通過管道連接，連接管道之間設(shè)有流量計(jì)，第三嵌入槽和第四嵌入槽上的出水口與第二溶液置換箱左室頂部的進(jìn)水口通過管道連接，連接管道之間設(shè)有閥門，第二溶液置換箱右室頂部的出水口與回水箱底部的進(jìn)水口通過管道連接，連接管道之間設(shè)有流量計(jì)，空壓機(jī)與真空泵通過管道與圓環(huán)型腹腔連接，管道上設(shè)有三相閥門，空壓機(jī)（1）和真空泵與三相閥門之間管道中均設(shè)有調(diào)壓閥。