[發(fā)明專利]一種充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置與方法

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• 申請日: 2020-07-25
• 公開（公告）號: CN112034096A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任武昂;李龍清;唐仁龍;柴蓓蓓
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué);西安西礦科技有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/18;G01N5/04
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，包括帶有活動(dòng)缸蓋(13)的缸體(1)，其特征在于，在缸體(1)的底部設(shè)置有用于固定充填膏體(4)的試件槽，在充填膏體(4)的正上方設(shè)置有加壓平板(5)，加壓平板(5)的底面與充填膏體(4)的頂面相對，頂面通過豎直的液壓桿(6)連接液壓缸(7)內(nèi)的活塞(8)，在活動(dòng)缸蓋(13)上設(shè)置有帶閥門一(15)的預(yù)留管一(14)和帶閥門二(17)的預(yù)留管二(16)，預(yù)留管一(14)用于連通加壓水泵和缸體(1)內(nèi)部，預(yù)留管二(16)用于連通液壓供給裝置和液壓缸(7)內(nèi)部，預(yù)留管一(14)連接有液體壓力表一(19)，預(yù)留管二(16)連接有液體液體壓力表二(18)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，其特征在于，所述加壓平板(5)的面積等于或者略大于模擬充填膏體(4)的橫截面面積，二者中心相對。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，其特征在于，所述液壓缸(7)固定在活動(dòng)缸蓋(13)上，液壓缸(7)通過柔性液壓管(10)與活動(dòng)缸蓋(13)上的預(yù)留管二(16)相連，用于外部液壓源向液壓缸(7)內(nèi)加壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，其特征在于，所述活塞(8)與液壓缸(7)缸體內(nèi)壁之間設(shè)置有密封墊一(9)，所述活動(dòng)缸蓋(13)與缸體(1)由法蘭(11)連接，中間設(shè)置有密封墊二(12)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，其特征在于，所述試件槽由固定圈(3)和支撐架(2)組成，固定圈(3)與充填膏體(4)邊長一致，支撐架(2)安置在固定圈(3)的兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置，其特征在于，所述液壓桿(6)桿徑為24mm，行程為100mm，扭力為500～6000N，速度控制為5～30mm/s，所述液壓缸(7)總長為175mm，直徑為35mm，所述加壓平板(5)為厚度5mm的正方形平板，邊長4/3倍的充填膏體(4)的寬度且不超過缸體(1)寬度的2/3倍，所述液體壓力表二(18)和液體壓力表一(19)為多功能壓力表，直徑100mm，連接形式：螺紋連接，螺紋規(guī)格：20*1.5mm，壓力范圍-0.1～100Mpa。

7.基于權(quán)利要求1所述充填膏體承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的檢測裝置的檢測方法，其特征在于，打開閥門二(17)，通過液壓供給裝置控制液壓桿(6)聯(lián)動(dòng)加壓平板(5)對填充膏體(4)施加應(yīng)力，由此模擬充填膏體(4)施加應(yīng)力特征，液體壓力表二(18)顯示應(yīng)力大小；打開閥門一(15)，通過加壓水泵控制缸體(1)內(nèi)部水體對填充膏體(4)壓力，由此模擬充填膏體(4)靜水壓力特征，液體壓力表一(19)顯示靜水大小；在不同的施加應(yīng)力和靜水壓力條件下，通過檢測水樣中離子濃度，結(jié)合充填膏體(4)的質(zhì)量來綜合衡量充填膏體(4)中的離子污染物釋放量，通過測試相同總質(zhì)量條件下，不同尺寸充填膏體(4)受壓過程向水中釋放離子污染物情況，實(shí)現(xiàn)充填膏體(4)承壓狀態(tài)下離子污染物遷移尺度效應(yīng)的檢測。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述檢測方法，其特征在于，

打開閥門二(17)時(shí)，通過調(diào)整液壓源壓力控制液壓桿(6)施加于充填膏體(4)上的應(yīng)力大小；打開閥門一(15)向缸體(1)內(nèi)注水加壓，通過調(diào)整注水壓力大小，模擬充填膏體層位受壓時(shí)不同地下水位深度狀態(tài)下，充填膏體中離子遷移過程；當(dāng)充填膏體層位地下水豐富，地下水位較高時(shí)，關(guān)閉閥門二(17)不通過液壓桿(6)向膏體施加壓應(yīng)力；單獨(dú)打開閥門一(15)向缸體(1)內(nèi)注水加壓，模擬充填膏體在大靜水壓力下的離子遷移過程。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述檢測方法，其特征在于，

標(biāo)準(zhǔn)充填膏體試件的尺寸為7×7×7cm，通過將標(biāo)準(zhǔn)試塊體積的充填膏體切割成等體積的3.5×3.5×3.5cm、2×2×2cm及1×1×1cm試塊，采用與7×7×7cm試塊相同的測試條件進(jìn)行分析，檢測不同尺寸充填膏體(4)受壓過程向水中釋放離子污染物情況，獲取充填膏體(4)承壓狀態(tài)下離子污染物遷移的尺度效應(yīng)。