[發明專利]一種尾礦庫中軟式透水管滲透性能的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202210631447.3
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN114878437B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 江梅林;彭悌珊;高飛;黃嵩;梁向生;肖明礫;卓莉;劉懷忠
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 韋海英

本發明公開了一種尾礦庫中軟式透水管滲透性能的測試裝置及測試方法，涉及滲透模擬實驗設備領域。包括測試管，測試管的下方設置有測試底管，測試底管與測試管連通；測試底管的下方設置有承重平臺；測試管的頂端設置有密封蓋，密封蓋上設置有注水口；測試管上開設有若干個排水口，且測試管上設置有若干個測壓管；測試底管上設置有透水出水口，透水出水口連接有軟式透水管；透水出水口連接有水位調節軟管，水位調節軟管位于測試底管外。能夠準確模擬出尾礦庫實際工況，通過調節水頭，開展不同水頭條件下的滲透試驗，獲得軟式透水管排滲能力與水頭之間的相互關系，從而獲得更加合理的尾礦庫滲控措施。

技術領域

本發明涉及滲透模擬實驗設備領域，具體涉及一種尾礦庫中軟式透水管滲透性能的測試裝置及測試方法。

背景技術

尾礦庫潰壩的成因則有管涌破壞、洪水漫頂、壩體不穩定、地震災害，其中以管涌破壞為主要成因。浸潤面過高會導致管涌破壞，使得潰壩事故發生。但可以通過滲控措施來影響浸潤面位置，避免浸潤線過高使尾礦庫壩坡出現局部滑移、陷坑、隆起、扭曲、裂縫及兩岸繞滲等破壞現象，以威脅下游保護區范圍內人民的生產財產安全及生態安全。

尾礦庫滲流模擬對尾礦庫滲透破壞及穩定性評價十分重要，尾礦庫滲流模擬包括了區域地質地貌、尾礦庫各分區材料、各種滲控措施的模擬。滲控措施的模擬主要等比尺數值模擬和滲控措施區域等效模擬，建立等比尺模型計算要求模型精細且計算工作量大，滲控措施等效模擬方法可采用試驗獲得深控系統的等效滲透系數，再進行數值計算，計算工作量較等比尺模擬小。現有的等效模擬方案主要有兩種，一種是采用離心模型試驗，但離心模型試驗與尾礦庫實際情況相差比例過大，不太能真實反映滲控系統，導致試驗數據合理性偏低；另一種是將尾礦庫工程及周邊地質地形構建數值模型進行模擬。但該方案需要設計大比尺模型系統裝置或是使用其他小型模型實驗來擬合排滲系統的綜合效果，以提高尾礦庫滲流場模擬的準確性。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種能夠評價實際尾礦庫中軟式透水管滲控措施等效滲透性能的尾礦庫中軟式透水管滲透性能的測試裝置及測試方法。

為達到上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

提供一種尾礦庫中軟式透水管滲透性能的測試裝置，其包括測試管，測試管的下方設置有測試底管，測試底管與測試管連通；測試底管的下方設置有承重平臺；測試管的頂端設置有密封蓋，密封蓋上設置有注水口；測試管上開設有若干個排水口，且測試管上設置有若干個測壓管；

測試底管上設置有透水出水口，透水出水口連接有軟式透水管，測試底管內設置有砂卵石層；軟式透水管水平位于砂卵石層的中心，砂卵石層的上方設置有土工布層；透水出水口連接有水位調節軟管，水位調節軟管位于測試底管外。

通過在測試底管中軟式透水管的上下區域布設卵石來支撐軟式透水管使其保持穩定，并在砂卵石區上放置一張土工布，利用土工布良好的導水性能形成排水通道，將土體結構內多余的液體、氣體外排；土工布將卵石同外側尾礦土隔離開來，防止砂土下落，符合實際工程情況。本測試裝置能夠準確模擬出尾礦庫實際工況，通過調節水頭，開展不同水頭條件下的滲透試驗，獲得軟式透水管排滲能力與水頭之間的相互關系，可應用于尾礦庫軟式透水管的等效模擬，量化軟式透水管對于尾礦庫浸潤面的影響程度，從而獲得更加合理的尾礦庫滲控措施和加固方案。

進一步的，測試管包括測試管底部單元以及若干個測試管單元；若干測試管單元依次安裝在測試管底部單元的上方；測試管單元的頂端設置有排水口，且測試管單元的排水口上方0.2m處設置有測壓管。

采用若干測試管單元以及測試管底部單元組合成測試管，能夠根據試驗所需尾礦庫參數進行設置，能夠實現大比尺模型的模擬試驗，從而能夠準確的模擬出尾礦庫的實際工況，使得測試得到的軟式透水管的滲透系數更加準確，對尾礦庫滲控措施的選擇和設置更為合理。