一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置与方法制造方法及图纸

技术编号:17777595 阅读:41 留言:0更新日期:2018-04-22 05:06
一种用于制备渗流条件下不同污染程度的污染土样,适用于岩土工程、工程地质、环境工程技术领域。包括液压加载系统Ⅰ、试样承载系统Ⅱ、恒压供水系统Ⅲ、数据采集系统Ⅳ四部分。其中液压加载系统Ⅰ通过输油管路与试样承载系统Ⅱ相连接,试样承载系统Ⅱ通过输水管路与恒压供水系统Ⅲ相连接,恒压供水系统Ⅲ通过线路与数据采集系统Ⅳ相连接。其不仅可用于制备渗流条件下不同污染程度的污染土样,还可以完成轴压作用下污染土形成过程中渗透系数的测试,并且具备同时生成多重不同的污染程度的污染土样的能力,其根据需要可以实现多种高度污染土体渗透系数的测试,其结构简单,检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置与方法
本专利技术设计一种检测装置与方法,尤其是一种岩土工程、工程地质、环境工程
使用的污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置与方法。
技术介绍
污染土的渗透性是工程地质研究的一个热点。当土体受到污染时,其渗透性会发生相应的变化。了解土体受到污染后其渗透性的变化规律,对于特殊土体性质评价的理论研究以及工程实践都具有重要意义。目前实验室对污染土渗透性测试所采用的土样往往是事先经过浸泡等方式制备而成的污染土,或者对经过渗流后形成土样进行切割并移入另外的渗透装置进行渗透性测试,这种制备方法和试验方法难以客观反映污染土的形成过程,并难以保证污染土的原状特性,更无法体现在轴压作用下污染流体在土体中的渗流过程和污染土的形成过程与污染程度,更无法同时测试污染土形成过程中的渗透性。
技术实现思路
针对上述技术的不足之处,提供一种结构简单,使用方便,检测效果好,能够制备渗流条件下的污染土样,同时测试轴向荷载作用下污染土样的渗透系数的污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置与方法。为实现上述技术目的,本专利技术的污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置,1.一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置,其特征在于:它包括液压加载系统Ⅰ、试样承载系统Ⅱ、恒压供水系统Ⅲ、数据采集系统Ⅳ四部分;其中液压加载系统Ⅰ通过输油管路与试样承载系统Ⅱ相连接,试样承载系统Ⅱ通过输水管路与恒压供水系统Ⅲ相连接,恒压供水系统Ⅲ通过线路与数据采集系统Ⅳ相连接;所述液压加载系统Ⅰ包括液压油箱、液压泵、换向阀、蓄能器、轴压表、集分油器和液压油缸,所述液压泵设置在液压油箱上二者通过输油管路a相连,液压泵的输出端通过输油管路b与换向阀的输入端相连接,换向阀,换向阀经输油管路c和输油管路d分别与蓄能器和集分油器相连接,集分油器上安装有轴压表,集分油器的输出端通过输油管路e与蓄能器相连接,集分油器的输出端通过多条输油管路f分别与多个液压油缸相连接,其中液压油缸内活塞下方设有轴压柱;所述试样承载系统Ⅱ包括数量与液压加载系统Ⅰ中液压油缸数量一致的耐腐蚀压力室,耐腐蚀压力室顶部设有与轴压柱相连接的承压顶盖,耐腐蚀压力室底部设有隔水底板,耐腐蚀压力室与隔水底板之间设有尼龙垫层,尼龙垫层上设有中孔a,隔水底板设有与中孔a匹配的中孔b,耐腐蚀压力室底部通过中孔a和中孔b与输水管路a相连接;所述恒压供水系统Ⅲ包括水箱、高压水泵、膨胀罐、可调式减压阀、水压表、安全阀a、安全阀b、安置管、输水管路a、输水管路b、输水管路c、输水管路d、分水阀和集分水器,其中多根输水管路a通过分水阀连接到集分水器的输入端,集分水器将多股管路水集合通过输水管路b与安置管相连接,所述安置管两端分别设有安全阀a和安全阀b,靠近安全阀b一侧设有可调式减压阀和水压表,安置管中间设有膨胀罐,输水管路b与安全阀b相连接,安全阀a通过输水管路c与高压水泵相连接,高压水泵通过输水管路d与供水箱相连接;所述数据采集系统Ⅳ包括传感器、数据线a、数据线b、数据线c、多个压力变送器、数据采集卡、计算机,其中压力变送器数量与耐腐蚀压力室数量相匹配,压力变送器的输入端通过多根数据线a分别连接有设置在耐腐蚀压力室上的传感器,压力变送器的输出端通过数据线b分别与数据采集卡相连接,数据采集卡通过数据线c余计算机相连接。所述试样承载系统Ⅱ中的耐腐蚀压力室顶部通过承压顶盖固定有耐腐蚀金属烧结网,耐腐蚀金属烧结网设置在承压顶盖与耐腐蚀压力室之间,耐腐蚀压力室底部通过隔水底板固定有尼龙垫层,尼龙垫层设置在隔水底板与耐腐蚀压力室之间,其中尼龙垫层中心设有中孔a,隔水底板在中孔a位置上设有相匹配的中孔b,尼龙垫层下方和侧壁上分别设有密封槽b,隔水底板的上方分别设有构成同心圆环状态的密封槽c。隔水底板的密封槽c外侧设有安装槽,隔水底板通过安装槽与耐腐蚀压力室相连接。所诉水压力传感器设置在耐腐蚀压力室中,承压顶盖的侧壁上横向设有出水口与传感器埋设口,水压力传感器的数据线a通过承压顶盖内的通孔从承压顶盖传感器埋设口延伸而出与数据采集卡相连接。所述耐腐蚀金属烧结网的下方下方设有设有O型密封槽a。一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置的检测方法,其步骤如下:在尼龙垫层密封槽b上及承压顶盖密封槽a上装入O型密封圈a,将待测土样分层压入耐腐蚀压力室,根检测土样高度,在耐腐蚀压力室底部装入不同高度的尼龙垫层,以使检测土样充满耐腐蚀压力室;在检测土样顶部放置耐腐蚀金属烧结网,将耐腐蚀压力室安装于隔水底板安装槽之上,使尼龙垫层中孔a与隔水底板中孔b对接,将输水管路a插入中孔a和中孔b,通过承压顶盖传感器埋设口将水压力传感器埋设于检测土样顶部,盖上承压顶盖;启动液压泵,正向拨动换向阀,轴压柱在液压作用下下降并对承压顶盖施压,待轴压表的检测读数达到试验设定值时,拨回换向阀,利用蓄能器维持压力;打开安全阀a,启动高压水泵将供水箱中的污染流体输至膨胀罐;待水压表中的检测读数达到试验要求时关闭高压水泵与安全阀a,同时打开安全阀b与分水阀,使污染流体经隔水板底部中孔b进入检测土样底部;调节减压阀,并利用膨胀罐维持水压P,以水压表所处位置为基准面,利用公式Ⅰ换算可得试样底部测压管水头H1,污染流体在渗透压作用下自下而上渗透检测土样,从而模拟检测土样的污染过程;通过计算机读取土样顶部测压管水头H2,并测量承压顶盖出水口单位时间的出水量q,利用公式Ⅱ计算得到相应污染土样的渗透系数。P=ρgHⅠ式中:ρ—流体密度,单位为kg/m3;g—重力加速度,单位为9.8m/s2;H—水头,单位为m;式中:q—出水口单位时间出水量/渗流量,单位为m3/s;L—试样高度/渗透路径,单位为m;A—试样底面积/过水断面,单位为m2;H1—试样底部测压管水头,单位为m;H2—试样顶部测压管水头,单位为m;所述利用多个耐腐蚀压力室分装不同的检测土样,能够得到多重不同的污染程度的污染土样。有益效果:本专利技术所诉的一种污染土样制备与渗透性测试一体化试验方法与装置,可以根据需要制备渗流条件下的污染土样,并测试轴向荷载作用下、污染土样形成过程中污染土样的渗透系数;并根据需要可以实现多种高度污染土体渗透系数的测试,其结构简单,检测效率高。附图说明图1为本专利技术的污染土样制备与渗透性测试一体化试验装置结构示意图。图2为本专利技术的承压顶盖与数据采集系统结构示意图。图3为本专利技术的尼龙垫层结构示意图。图4为本专利技术的隔水底板结构示意图。图中:Ⅰ-液压加载系统,Ⅱ-试样承载系统,Ⅲ-恒压供水系统,Ⅳ-数据采集系统,1-液压油箱,2-液压泵,3-输油管路a,4-输油管路b,5-换向阀,6-输油管路c,7-蓄能器,8-输油管路d,9-输油管路e,10-轴压表,11-集分油器,12-输油管路f,13-液压油缸,14-轴压柱,15-承压顶盖,151-出水口,152-传感器埋设口,153-O型密封槽a,182-密封槽b,192-密封槽c,16-耐腐蚀金属烧结网,17-耐腐蚀压力室,18-尼龙垫层,181-中孔a,191-中孔b,19-隔水底板,193-安装槽,20-输水管路a,21-分水阀,22-集分水器,23-输水管路b,24-安置管,25a-安全阀a,25b-安全阀b,26-可调式减压本文档来自技高网...
一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置与方法

【技术保护点】
一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置,其特征在于:它包括液压加载系统Ⅰ、试样承载系统Ⅱ、恒压供水系统Ⅲ、数据采集系统Ⅳ四部分;其中液压加载系统Ⅰ通过输油管路与试样承载系统Ⅱ相连接,试样承载系统Ⅱ通过输水管路与恒压供水系统Ⅲ相连接,恒压供水系统Ⅲ通过线路与数据采集系统Ⅳ相连接;所述液压加载系统Ⅰ包括液压油箱(1)、液压泵(2)、换向阀(5)、蓄能器(7)、轴压表(10)、集分油器(11)和液压油缸(13),所述液压泵(2)设置在液压油箱(1)上二者通过输油管路a(3)相连,液压泵(2)的输出端通过输油管路b(4)与换向阀(5)的输入端相连接,换向阀(5),换向阀(5)经输油管路c(6)和输油管路d(8)分别与蓄能器(7)和集分油器(11)相连接,集分油器(11)上安装有轴压表(10),集分油器(11)的输出端通过输油管路e(9)与蓄能器(7)相连接,集分油器(11)的输出端通过多条输油管路f(12)分别与多个液压油缸(13)相连接,其中液压油缸(13)内活塞下方设有轴压柱(14);所述试样承载系统Ⅱ包括数量与液压加载系统Ⅰ中液压油缸(13)数量一致的耐腐蚀压力室(17),耐腐蚀压力室(17)顶部设有与轴压柱(14)相连接的承压顶盖(15),耐腐蚀压力室(17)底部设有隔水底板(19),耐腐蚀压力室(17)与隔水底板(19)之间设有尼龙垫层(18),尼龙垫层(18)上设有中孔a(181),隔水底板(19)设有与中孔a(181)匹配的中孔b(191),耐腐蚀压力室(17)底部通过中孔a(181)和中孔b(191)与输水管路a(20)相连接;所述恒压供水系统Ⅲ包括水箱(32)、高压水泵(30)、膨胀罐(28)、可调式减压阀(26)、水压表(27)、安全阀a(25a)、安全阀b(25b)、安置管(24)、输水管路a(20)、输水管路b(23)、输水管路c(29)、输水管路d(31)、分水阀(21)和集分水器(22),其中多根输水管路a(20)通过分水阀(21)连接到集分水器(22)的输入端,集分水器(22)将多股管路水集合通过输水管路b(23)与安置管(24)相连接,所述安置管(24)两端分别设有安全阀a(25a)和安全阀b(25b),靠近安全阀b(25b)一侧设有可调式减压阀(26)和水压表(27),安置管(24)中间设有膨胀罐(28),输水管路b(23)与安全阀b(25b)相连接,安全阀a(25a)通过输水管路c(29)与高压水泵相连接,高压水泵(30)通过输水管路d(31)与供水箱(32)相连接;所述数据采集系统Ⅳ包括传感器(33)、数据线a(34)、多个压力变送器(35)、数据线b(36)、数据采集卡(37)、数据线c(38)、计算机(39),其中压力变送器(35)数量与耐腐蚀压力室(17)数量相匹配,压力变送器(35)的输入端通过多根数据线a(34)分别连接有设置在耐腐蚀压力室(17)内的传感器(33),压力变送器(35)的输出端通过数据线b(36)分别与数据采集卡(37)相连接,数据采集卡(37)通过数据线c(38)与计算机(39)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置,其特征在于:它包括液压加载系统Ⅰ、试样承载系统Ⅱ、恒压供水系统Ⅲ、数据采集系统Ⅳ四部分;其中液压加载系统Ⅰ通过输油管路与试样承载系统Ⅱ相连接,试样承载系统Ⅱ通过输水管路与恒压供水系统Ⅲ相连接,恒压供水系统Ⅲ通过线路与数据采集系统Ⅳ相连接;所述液压加载系统Ⅰ包括液压油箱(1)、液压泵(2)、换向阀(5)、蓄能器(7)、轴压表(10)、集分油器(11)和液压油缸(13),所述液压泵(2)设置在液压油箱(1)上二者通过输油管路a(3)相连,液压泵(2)的输出端通过输油管路b(4)与换向阀(5)的输入端相连接,换向阀(5),换向阀(5)经输油管路c(6)和输油管路d(8)分别与蓄能器(7)和集分油器(11)相连接,集分油器(11)上安装有轴压表(10),集分油器(11)的输出端通过输油管路e(9)与蓄能器(7)相连接,集分油器(11)的输出端通过多条输油管路f(12)分别与多个液压油缸(13)相连接,其中液压油缸(13)内活塞下方设有轴压柱(14);所述试样承载系统Ⅱ包括数量与液压加载系统Ⅰ中液压油缸(13)数量一致的耐腐蚀压力室(17),耐腐蚀压力室(17)顶部设有与轴压柱(14)相连接的承压顶盖(15),耐腐蚀压力室(17)底部设有隔水底板(19),耐腐蚀压力室(17)与隔水底板(19)之间设有尼龙垫层(18),尼龙垫层(18)上设有中孔a(181),隔水底板(19)设有与中孔a(181)匹配的中孔b(191),耐腐蚀压力室(17)底部通过中孔a(181)和中孔b(191)与输水管路a(20)相连接;所述恒压供水系统Ⅲ包括水箱(32)、高压水泵(30)、膨胀罐(28)、可调式减压阀(26)、水压表(27)、安全阀a(25a)、安全阀b(25b)、安置管(24)、输水管路a(20)、输水管路b(23)、输水管路c(29)、输水管路d(31)、分水阀(21)和集分水器(22),其中多根输水管路a(20)通过分水阀(21)连接到集分水器(22)的输入端,集分水器(22)将多股管路水集合通过输水管路b(23)与安置管(24)相连接,所述安置管(24)两端分别设有安全阀a(25a)和安全阀b(25b),靠近安全阀b(25b)一侧设有可调式减压阀(26)和水压表(27),安置管(24)中间设有膨胀罐(28),输水管路b(23)与安全阀b(25b)相连接,安全阀a(25a)通过输水管路c(29)与高压水泵相连接,高压水泵(30)通过输水管路d(31)与供水箱(32)相连接;所述数据采集系统Ⅳ包括传感器(33)、数据线a(34)、多个压力变送器(35)、数据线b(36)、数据采集卡(37)、数据线c(38)、计算机(39),其中压力变送器(35)数量与耐腐蚀压力室(17)数量相匹配,压力变送器(35)的输入端通过多根数据线a(34)分别连接有设置在耐腐蚀压力室(17)内的传感器(33),压力变送器(35)的输出端通过数据线b(36)分别与数据采集卡(37)相连接,数据采集卡(37)通过数据线c(38)与计算机(39)相连接。2.如权利要求1所诉的污染土样制备与渗透性测试一体化检测装置,其特征在于:所述试样承载系统Ⅱ中的耐腐蚀压力室(17)顶部通过承压顶盖(15)固定有耐腐蚀金属烧结网(16),耐腐蚀金属烧结网(16)设置在承压顶盖(15)与耐腐蚀压力室(17)之间,耐腐蚀压力室(17)底部通过隔水底板(19)固定有尼...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹丽文王勇蔡念郭玉良徐天宇原俊红丁远大
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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