[發明專利]一種可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置

在審

• 申請號: 201811036582.3
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109142681A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 董曉強;盧儀思;王明明;黃耕;薄江;盧璐
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08;G01N13/04;G01N27/04
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明公開了一種可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置：包括控溫系統、可拆卸土柱柱體和電導率測量與數據采集系統；控溫系統包括可控恒溫裝置、保溫柱、溫度傳感器；可拆卸土柱柱體包括多節土柱、上端卡板、卡棍、下端卡板、取樣口、土柱進液口、土柱出液口，每節土柱均設有獨立的取樣口，若干節土柱經法蘭盤連接后通過肋板卡在上、下端卡板的卡槽內，上、下端卡板通過卡棍固定，土柱的底部和頂部分別設有進液口和出液口；電導率測量與數據采集系統中，四電極片設置在土柱內壁上，通過電極線與電導率數據采集系統相連。本發明能夠在短期內實現不同環境溫度下的土柱淋濾試驗，試驗后土樣可分節完整取出，采用電導率分析試驗結果更方便準確。

技術領域

本發明一種可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置，屬于巖土工程試驗技術領域。

背景技術

近年來，隨著工業的快速發展，地下水受到不同程度的污染，嚴重影響生態環境的安全和健康。可滲透反應墻（PRB）可用于原位修復受污染的地下水，而土柱淋濾實驗是研究PRB墻體材料的動態吸附性能的有效手段之一，能很大程度上客觀的出反應流水狀態下吸附材料對污染物質的吸附容量和阻滯能力，對環境風險評價具有重要的參考價值。而且，地下水中離子的遷移規律也是研究的熱點與難點。

目前，實驗室常規土柱淋濾試驗裝置存在以下問題：

（1）常規的土柱淋濾試驗裝置只能得到當前環境溫度下的淋濾結果，不能夠短期內得到不同環境溫度下的淋濾結果；且淋濾環境的溫度對吸附材料的吸附效果有極大的影響，當實驗室溫度與地下水環境實際溫度差異過大時，會使試驗數據失去代表性。

（2）常規的土柱淋濾試驗裝置獲得溶質通過土柱的穿透曲線時，并未將直觀的淋濾結果與其他參數結合進行分析，只單純的研究淋濾液的濃度、體積等，需要消耗大量的樣品來進行化學分析，在處理和分析過程中需要消耗大量的時間和精力；土柱的電導率受環境溫度、溶質濃度等因素的影響較大，常規四電極片沿土柱內壁橫向設置，四電極片的縱向與土柱的縱向垂直，每個電極片沿土柱縱向所處位置不同，接觸到的溶質濃度就不同，因此很大程度上降低了電導率數據的準確性和可靠性。

（3）常規的土柱淋濾試驗裝置在淋濾試驗結束后，土柱中土體試樣的取出工作十分困難，難以獲得淋濾后的土樣結構，難以準確地對比土柱不同位置處的淋濾結果；同時由于長徑比過大，土柱柱體的清理工作比較困難，會影響下一階段的試驗進程。

發明內容

本發明提供一種可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置，克服了現有技術存在的不足，提供了能在短期內實現不同環境溫度的可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種可控恒溫可測電導率的新型土柱試驗裝置，包括控溫系統、可拆卸土柱柱體和電導率測量與數據采集系統；控溫系統用于向可拆卸土柱柱體提供可控的恒溫環境；可拆卸土柱柱體包括多節土柱、上端卡板、卡棍、下端卡板、取樣口、土柱進液口、土柱出液口；相鄰的土柱之間通過法蘭盤連接，每節土柱均設有獨立的取樣口，若干節土柱連接在一起后由其頂部和底部的肋板分別卡在上端卡板和下端卡板的卡槽內，上端卡板和下端卡板之間通過卡棍固定，土柱的底部設有土柱進液口，土柱的頂部設有土柱出液口；電導率測量與數據采集系統包括四電極片和溫度及電導率數據采集系統，四電極片設置在土柱的內壁上，通過電極線與溫度及電導率數據采集系統相連。

進一步，所述控溫系統包括可控恒溫裝置、保溫柱和溫度傳感器；保溫柱為空心圓柱筒，保溫柱的底端設有恒溫液體進液口，頂端設有恒溫液體出液口，保溫柱柱體均勻分布有保溫柱取樣管出口，通過取樣管與取樣口相連通，保溫柱柱體均勻分布有溫度傳感器，通過傳感線與溫度及電導率數據采集系統相連接，可控恒溫裝置通過保溫管與保溫柱相連通。

進一步，所述土柱為空心圓柱體，內徑為30—200mm，單節長度為50—240mm。

進一步，所述可拆卸土柱柱體還包括布水板，布水板分別設置在所述土柱的頂端和底部。