[發明專利]一種尾礦材料及其土工織物的淤堵實驗裝置

在審

• 申請號: 201811213765.8
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109406363A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 孔祥云;王光進;譚昆;王黎蝶;周金發;李云花
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種尾礦材料及其土工織物的淤堵實驗裝置，包括冷卻管支架、冷凝管、壓力表Ⅰ、水管、壓力表Ⅱ、頂蓋、上筒、測壓管、中筒、土工織物、承壓濾網、下筒、排水管、漏斗、收集瓶、溢水管、蒸餾水導水管、蒸餾水發生器、止水閥門、蒸餾水集水箱、常溫蒸餾水集水箱、閥門Ⅱ、噴頭、承壓透水板、濾膜、排水閥；本發明可以用來進行尾礦庫中土體及其排滲材料的淤堵實驗，通過開展不同尾礦材料、不同土體壓實度、不同孔徑的土工織物進行滲濾實驗，分析不同尾礦在不同密實度下的滲流變化規律，同時分析不同條件下不同土工織物的滲透特性，為選擇合適的土工織物提供參考，為尾礦庫及各類排滲工程的穩定性預測及災害防治提供了理論依據。

技術領域

本發明涉及一種尾礦材料及其土工織物的淤堵實驗裝置，屬于礦山巖土工程、邊坡工程與環境工程技術相交叉的技術領域。

背景技術

淤堵是發生在多孔介質滲流過程中的普遍現象，尾礦壩體發生淤堵，會降低壩體的滲透性，導致尾礦壩排滲不暢，從而大大降低其穩定性與安全性，極大增加其潰壩的風險。在有尾礦庫的滲流過程中，為保證尾礦庫壩體排水通暢，并防止滲流出口處發生滲透破壞，通常都需設置反濾層。土工織物主要用于水利、海岸防護、抗洪救險、沼澤地恢復、沖刷防治、填海造陸和垃圾處理等領域，現在在我國鐵路、公路、電力、海港、礦山、建筑以及軍事工程領域開始應用。但是，土工織物用作濾層時，水從被保護土體中流過織物，在流動過程中可能使土顆粒封閉在織物表面或阻塞在織物內部，出現淤堵現象，使滲流流量減小。淤堵嚴重時會使濾層失去排水過濾作用，給巖土體造成嚴重危害。但是實際的工程中土-土工織物的反濾過程是很復雜的，土工織物的過濾效果會受到很多因素的影響。主要表現在以下幾個方面：1.對于不同性質的土（如粘粒含量不同、所含金屬離子的數量和種類不同、孔隙率不同等），過濾效果不同；2.土工織物的種類、過濾孔徑、結構、厚度等；3.土壤中氣體含量及微生物的種類和數量等；4.外部條件的影響（如外部荷載和水利條件等）。這些條件的不同，都會導致土-土工織物不同程度的淤堵，因此，尾礦顆粒-土工織物的淤堵問題成為尾礦庫排滲處理技術的一個關鍵難題。當土工織物的過密時，極易產生淤堵，而當其孔隙太稀疏時，又會引起土顆粒的流失，所以對不同顆粒粒徑的尾礦材料，采取哪種等效孔徑的土工織物是實驗探究的一個重要問題。前人已經從粘性土的級配、不同厚度情況下土工織物拉應變對系統的梯度比、非連續級配土組成的反濾系統的梯度比、水力梯度、土壤密實度、孔隙水壓力等方面進行了研究，進而去探究土工織物的淤堵問題。但當前探究土工織物淤堵問題的實驗時都是只能分開的去研究以上問題的其中幾種，而沒有一個實驗裝置能夠同時對不同顆粒級配、不同壓實度、不同降雨強度、不同孔隙水壓、不同水力梯度、不同厚度下的尾礦材料-土工織物淤堵問題開展研究，其簡單的淤堵實驗僅能看出某些個別因素對淤堵的影響，而不能獲得復雜多因素條件下尾礦材料-土工織物淤堵產生的綜合效應。同時，本實驗裝置還能測定滲流水及其土工織物淤堵物中微生物的變化，從而獲取土體中微生物對土工織物的生物淤堵特性。

發明內容

本發明提供一種尾礦材料及其土工織物的淤堵實驗裝置，包括冷卻管支架1、冷凝管2、壓力表Ⅰ3、水管4、壓力表Ⅱ5、頂蓋9、上筒10、測壓管12、中筒13、土工織物15、承壓濾網16、下筒17、排水管18、漏斗20、收集瓶22、溢水管23、蒸餾水導水管24、蒸餾水發生器25、止水閥門26、蒸餾水集水箱27、常溫蒸餾水集水箱31、閥門Ⅱ32、噴頭34、承壓透水板35、濾膜37、排水閥38；

蒸餾水發生器25 通過蒸餾水導水管24 與蒸餾水集水箱27 連接，蒸餾水導水管24 上設置止水閥門26，蒸餾水集水箱27 上設有溢水管23，蒸餾水集水箱27通過冷凝管2 與常溫蒸餾水集水箱31 連接，冷凝管2 纏繞在冷卻管支架1 上，冷卻管支架1設置在常溫蒸餾水集水箱31上，冷卻管支架1是筒狀結構，筒狀結構內部裝有制冷材料，常溫蒸餾水集水箱31底部開孔并連有水管4，水管4上設有壓力表Ⅰ3、閥門Ⅱ32，水管4的另一端連有一個以上的噴頭34，