[發(fā)明專利]一種土工合成材料淤堵特性測試裝置

有效

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• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104880398B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛強(qiáng);李福一;梁冰;劉磊;陳億軍;李江山
• 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: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所11302
• 代理人: 房德權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種土工合成材料淤堵特性測試裝置。

背景技術(shù)

土工合成材料的反濾性能在防洪減災(zāi)、圍海造陸、跨流域遠(yuǎn)距離調(diào)水、環(huán)境保護(hù)和城市建設(shè)等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為保證水能流暢通過土工織物,但被保護(hù)土的骨架顆粒不流失,且開孔不被泥沙堵塞,土工織物反濾設(shè)計(jì)需滿足保土、透水和防淤堵三個(gè)準(zhǔn)則。尤其在城市垃圾填埋廠當(dāng)中，垃圾產(chǎn)生的滲濾液成分非常復(fù)雜、溫度較高，在導(dǎo)排層和垃圾之間的土工合成材料很容易發(fā)生淤堵，一旦淤堵，填埋場水位上升。實(shí)際工程中發(fā)現(xiàn)填埋場導(dǎo)排系統(tǒng)常被一些沉淀物充填,造成孔隙體積減小甚至堵塞,從而無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的導(dǎo)排功能。導(dǎo)排系統(tǒng)淤堵將導(dǎo)致填埋場內(nèi)滲濾液水位升高,使底部襯墊層上的水頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值,同時(shí)對填埋場穩(wěn)定造成威脅。

淤堵必將導(dǎo)致滲濾液水位過高,而過高的滲濾液水位會加劇滲濾液滲尿,污染地下水源,影響垃圾堆體的穩(wěn)定,延遲填埋場穩(wěn)定化進(jìn)程,減少土工膜的使用壽命,阻礙氣體收集,這些都使填埋場對周邊環(huán)境造成污染的可能性大大增加。為保證垃圾填埋場衛(wèi)生、安全地運(yùn)行以及盡可能減少對周邊環(huán)境的污染,應(yīng)減少及延遲填埋場淤堵,進(jìn)而降低填埋場內(nèi)的滲濾液水頭,為此,除在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)外,對已經(jīng)發(fā)生淤堵的填埋場還應(yīng)進(jìn)行整治。因此,針對導(dǎo)排系統(tǒng)淤堵現(xiàn)狀,通過淤堵實(shí)驗(yàn)研究滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)的淤堵機(jī)理,改善其現(xiàn)有的導(dǎo)排效率,進(jìn)而控制填埋場內(nèi)滲濾液水位,具有重要的意義。

現(xiàn)有技術(shù)中使用的測量土工織物滲透率及淤堵特性的實(shí)驗(yàn)裝置無法進(jìn)行土工布在受壓條件下的淤堵實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)際工程運(yùn)用中的土工布，往往要承受各種土體的壓力，在承壓情況下土工布的厚度會發(fā)生較大變化，導(dǎo)致孔徑和滲透系數(shù)會發(fā)生較大變化，使得該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行淤堵實(shí)驗(yàn)而獲得梯度比、試樣中含土量與實(shí)際應(yīng)用中的土工布具有較大差距，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法準(zhǔn)確評價(jià)土工布的淤堵特性。同時(shí)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置造成實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長，土工布與裝置接觸部位容易產(chǎn)生滲漏，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大，裝置可靠性比較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種土工合成材料淤堵特性測試裝置，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)驗(yàn)裝置無法進(jìn)行土工布在受壓條件下的淤堵實(shí)驗(yàn)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了在淤堵實(shí)驗(yàn)中，對織物試樣施加設(shè)定的壓力，能準(zhǔn)確獲得梯度比及試樣中含土量，具有能準(zhǔn)確評價(jià)織物試樣淤堵特性的技術(shù)效果。

本發(fā)明提供的一種土工合成材料淤堵特性測試裝置，用于土工織物在承壓狀態(tài)下的淤堵實(shí)驗(yàn)，所述測試裝置包括：底座、支撐筒、支撐板、滲透筒、水頭升降機(jī)構(gòu)、加壓裝置及測壓組件；所述支撐筒內(nèi)部設(shè)置通孔，底部密封固定在所述底座的頂板上；所述頂板對應(yīng)所述支撐筒通孔位置設(shè)置泄水口；所述支撐筒徑向設(shè)置排水口及第一檢測孔；所述支撐板密封固定在所述支撐筒的頂部，所述支撐板設(shè)置多個(gè)通孔；所述滲透筒密封固定在所述支撐板上，所述滲透筒徑向開設(shè)五個(gè)檢測孔；所述測壓組件用于檢測第一檢測孔與所述五個(gè)檢測孔之間的五個(gè)水壓差值；所述水頭升降機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水箱；所述進(jìn)水箱連通一根出水管；所述出水管的第一支管連通所述支撐筒的排水口；所述第一支管上設(shè)置第二支管，所述第二支管連通一個(gè)溢水箱；所述水頭升降機(jī)構(gòu)能上下移動(dòng)所述進(jìn)水箱；所述加壓裝置用于對所述滲透筒內(nèi)的實(shí)驗(yàn)土樣進(jìn)行施壓。

作為優(yōu)選，所述滲透筒徑向開設(shè)的五個(gè)檢測孔包括：第二檢測孔、第三檢測孔、第四檢測孔、第五檢測孔及第六檢測孔；所述第二檢測孔與第三檢測孔關(guān)于所述滲透筒軸心對稱設(shè)置；所述第四檢測孔與第五檢測孔關(guān)于所述滲透筒軸心對稱設(shè)置；所述第六檢測孔的高度高于所述第四檢測孔；所述第四檢測孔的高度高于所述第二檢測孔；

所述測壓組件包括：第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)；所述第一水位計(jì)通過管路連通第一檢測孔；所述第二水位計(jì)通過管路連通第二檢測孔；所述第三水位計(jì)通過管路連通第三檢測孔；所述第四水位計(jì)通過管路連通第四檢測孔；所述第五水位計(jì)通過管路連通第五檢測孔；所述第六水位計(jì)通過管路連通第六檢測孔；

所述第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)上設(shè)置水位刻度，所述水位刻度的最小刻度為1mm。

作為優(yōu)選，所述測試裝置還包括立板；所述立板垂直固定在所述底座上；所述第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)豎直固定在所述立板上。