一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了本实用新型专利技术专利公开了一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，包括模型箱，模型箱内安装有透水板，透水板一侧为蓄水槽，另一侧内铺设有模型边坡，模型边坡的中间位置插置有裂隙模型，裂隙模型为两块面板，两块面板的下部相互连接，上部相对分离，两块面板上分布有通孔，其中靠下游的一块面板表面覆盖有定性滤纸。与现有技术相比，本实用新型专利技术在稳定渗流条件下对膨胀土原生裂隙面中蒙脱石溶出物的动态充填过程进行模拟及观测，便于后续进行膨胀土蒙脱石溶出充填物的研究。本实用新型专利技术可以长期持续地对膨胀土蒙脱石溶出充填过程进行模拟与观测研究，试验步骤简单，可靠性高。

A Test Device for Simulating Dissolution Filling Process of Expansive Soil Montmorillonite

The utility model discloses a patent for the utility model, which discloses an experimental device for simulating the leaching and filling process of expansive soil montmorillonite, including a model box, in which a permeable plate is installed. One side of the permeable plate is a water storage tank, the other side is paved with a model slope, the middle position of the model slope is inserted with a crack model, and the crack model is two panels, and the lower part of the two panels is connected with each other. Then, the upper part is relatively separated, and there are through holes distributed on the two panels. One of the panels downstream is covered with qualitative filter paper. Compared with the prior art, the utility model simulates and observes the dynamic filling process of the montmorillonite leachate in the primary fracture surface of expansive soil under the condition of stable seepage, so as to facilitate the follow-up study of the montmorillonite leachate leachate filling material of expansive soil. The utility model can simulate and observe the leaching and filling process of expansive soil montmorillonite continuously for a long time, and has simple test steps and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置
本技术涉及一种可以模拟并观测膨胀土在稳定渗流条件下内部蒙脱石溶出充填动态过程的试验装置，属于岩土工程

技术介绍
多裂隙性是膨胀土的重要特征之一。通过对现场的地质勘察发现，部分膨胀土地区地层之间存在有非胀缩变形产生的原生裂隙，这些裂隙常常与地貌吻合，裂隙的延展方向具有一定的规律。通过研究发现，膨胀土地层中的原生裂隙常为有一定厚度填充物的裂隙，裂隙面填充物成分与两侧土不同，天然密度低、含水率高，强度远低于两侧裂隙面的土体，边坡常沿此裂隙面滑动。以往人们对膨胀土蒙脱石溶出充填物仅进行了取样后的物质成分、力学特性分析，对裂隙面中蒙脱石溶出物的充填过程从未进行过研究。因此设计一种能够模拟并观测渗流条件下膨胀土裂隙面中蒙脱石溶出充填动态过程的装置，该装置可以在渗流条件下长期对膨胀土蒙脱石溶出物填充过程进行观察，并对裂隙面填充物质进行采集分析，借此研究膨胀土蒙脱石溶出物的动态充填过程。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，包括模型箱和模型边坡，所述模型箱为上部开口的长槽结构，模型箱内安装有透水板，透水板与模型箱的一端之间为蓄水槽，透水板与模型箱的另一端之间铺设有模型边坡，模型边坡的为斜坡结构，其较高一端连接透水板，所述模型边坡的中间位置插置有截面为V形的裂隙模型，裂隙模型包括两块面板，两块面板均垂直于模型边坡内渗水方向，两块面板的下部相互连接，上部相对分离，两块面板上分布有通孔，其中靠近模型边坡下游的一块面板表面覆盖有定性滤纸。作为进一步的优选方案，所述透水板为多孔板，透水板上的孔距大于裂隙模型上的孔距，透水板上的孔径大于裂隙模型上的孔径。作为进一步的优选方案，所述模型箱和透水板均为有机玻璃材质。作为进一步的优选方案，所述模型边坡的坡比为1：3。作为进一步的优选方案，所述模型箱在靠近模型边坡的端部设置有泄水阀门，模型箱在靠近蓄水槽的端部设置有进水阀门，所述进水阀门上部安装有供水装置，所述泄水阀门的下部安装有废液收集箱，所述供水装置与废液收集箱管道连接。作为进一步的优选方案，所述蓄水槽内设置有水位传感器。作为进一步的优选方案，所述模型箱的底部安装有脚座，脚座的两侧壁上分别安装有纵向的槽钢，两槽钢之间具有螺纹拉杆。与现有技术相比，本技术的一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，在稳定渗流条件下对膨胀土原生裂隙面中蒙脱石溶出物的动态充填过程进行模拟及观测，便于后续进行膨胀土蒙脱石溶出充填物的研究。本技术可以长期持续地对膨胀土蒙脱石溶出充填过程进行模拟与观测研究，试验步骤简单，可靠性高。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是裂隙模型的结构示意图；图3是本技术的侧视图；图4是带蒙脱石夹层的三轴试样示意图；其中，1-脚座，2-泄水阀门，3-模型箱，4-槽钢，5-模型边坡，6-定性滤纸，7-裂隙模型，8-螺纹拉杆，9-透水板，10-水位传感器，11-蓄水槽，12-进水阀门，13-供水装置，14-废液收集箱。具体实施方式目前，尚无针对膨胀土渗流条件下蒙脱石溶出物充填过程的研究，本技术的目的在于提供一种可以研究膨胀土蒙脱石溶出物动态填充过程的装置。它的最大特点是可以长期持续观察渗流条件下膨胀土原生裂隙面中物质的填充过程，并且可以实时收集并检测分析下面结合附图详细说明本技术的优选技术方案。如图1所示，本技术的一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，结构上包括模型箱3和模型边坡5，模型箱3为上部开口的长槽结构，模型箱3内安装有透水板9，透水板9为多孔板，透水板9起到完全隔离作用，透水板9与模型箱3的一端之间为蓄水槽11，透水板9与模型箱3的另一端之间铺设有模型边坡5，模型边坡5的为斜坡结构，坡比为1：3，其较高一端连接透水板9，模型边坡5的中间位置插置有截面为V形的裂隙模型7。进一步的说，裂隙模型7包括裂隙模型由两块方形不锈钢铝板连接而成，方型不锈钢铝板宽度为100mm，长度为100mm，壁厚1mm，方型不锈钢铝板上均匀布满了直径为0.1mm的圆孔，V型裂隙模型其中一侧不锈钢铝板内壁置有定性滤纸，用来阻隔收集析出膨胀土边坡蒙脱石溶出物，以便收集土体经过淋滤作用带出的溶出物，两块铝板均垂直于模型边坡5内渗水方向，两块铝板的下部相互连接，上部相对分离，透水板9上的孔距大于裂隙模型7上的孔距，透水板9上的孔径大于裂隙模型7上的孔径。模型箱3和透水板9均为有机玻璃材质，便于从外部观测到模型箱3内渗水过程，模型箱3长度为1000mm，宽度为120mm，高度为250mm，矩形有机玻璃模型箱的壁厚为12mm；透水板9上均匀打钻，每个孔的直径为1mm，间隔2mm，壁厚8mm；模型箱3的另一宽度方向设置有2个泄水阀门，泄水阀门通过软管与废液收集箱相连，通过泄水阀门可以控制该装置出水量。模型箱3在靠近模型边坡5的端部设置有泄水阀门2，模型箱3在靠近蓄水槽11的端部设置有进水阀门12，进水阀门12上部安装有供水装置13，泄水阀门2的下部安装有废液收集箱14，供水装置13与废液收集箱14管道连接，安装水泵后，可以实现废水循环利用。供水装置13，通过软管与废液箱相连，供水装置与水位感应器相连，当蓄水槽中水位下降时，供水装置可从废液收集箱中自动抽水，并注入蓄水槽，直到水位达到预设水位，维持模型边坡内的稳定渗流，形成一套完整的智能动态供水装置。蓄水槽11内设置有水位传感器10，实时控制水位，可以感应蓄水槽11中水位，当水位降低到预设水位时，供水装置13可从废液收集箱中自动抽水并注入蓄水槽11中，直到水位达到预设水位；蓄水槽11长度为60mm，宽度为120mm，高度为250mm，矩形有机玻璃蓄水槽厚度为12mm，该蓄水槽其中一个宽度方向通过有机玻璃透水板与模型箱3相连，另一宽度方向顶部设有供水装置，该蓄水槽可为有机玻璃模型箱持续供水。模型箱3的底部安装有脚座1，脚座的两侧壁上分别安装有纵向的槽钢4，两槽钢4之间具有螺纹拉杆8，组成加固框架用以加固有机玻璃模型箱；槽钢型号为5#，槽钢腰高为50mm，腿宽为37mm，腰厚为4.5mm，槽钢高度为300mm，4根槽钢分别对称置于有机玻璃模型箱左右各三分之一处，槽钢上下开孔，由两根螺纹拉杆固定，试验过程中可根据需求拆卸槽钢。一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置的试验方法，包括以下步骤：步骤一：户外现场取回膨胀土进行风干，计算制作模型所需土料的质量，敲碎过5mm筛，加水至最优含水率左右，拌和均匀，密封24h；步骤二：在模型箱3内安装透水板9，形成放置模型边坡5的区域以及蓄水槽11；步骤三：模型边坡5分五层进行填筑压实，每层填筑完成后，将表面刨毛，使得各层之间有较好的粘结，保证模型的整体性；步骤四：填筑完成后，在模型边坡中间位置处按照裂隙模型7尺寸取出相应土体，将裂隙模型7插入，保证裂隙模型与上下侧土体紧密贴合；步骤五：在裂隙模型7下侧内壁布置定性滤纸6，定性滤纸6与裂隙内壁一致；步骤六：将供水装置13打开，通过进水阀门12对蓄水槽11进行蓄水；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，其特征在于：包括模型箱（3）和模型边坡（5），所述模型箱（3）为上部开口的长槽结构，模型箱（3）内安装有透水板（9），透水板（9）与模型箱（3）的一端之间为蓄水槽（11），透水板（9）与模型箱（3）的另一端之间铺设有模型边坡（5），模型边坡（5）的为斜坡结构，其较高一端连接透水板（9），所述模型边坡（5）的中间位置插置有截面为V形的裂隙模型（7），裂隙模型（7）包括两块面板，两块面板均垂直于模型边坡（5）内渗水方向，两块面板的下部相互连接，上部相对分离，两块面板上分布有通孔，其中靠近模型边坡（5）下游的一块面板表面覆盖有定性滤纸（6）。

【技术特征摘要】
1.一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置，其特征在于：包括模型箱（3）和模型边坡（5），所述模型箱（3）为上部开口的长槽结构，模型箱（3）内安装有透水板（9），透水板（9）与模型箱（3）的一端之间为蓄水槽（11），透水板（9）与模型箱（3）的另一端之间铺设有模型边坡（5），模型边坡（5）的为斜坡结构，其较高一端连接透水板（9），所述模型边坡（5）的中间位置插置有截面为V形的裂隙模型（7），裂隙模型（7）包括两块面板，两块面板均垂直于模型边坡（5）内渗水方向，两块面板的下部相互连接，上部相对分离，两块面板上分布有通孔，其中靠近模型边坡（5）下游的一块面板表面覆盖有定性滤纸（6）。2.根据权利要求1所述的一种模拟膨胀土蒙脱石溶出充填过程的试验装置：所述透水板（9）为多孔板，透水板（9）上的孔距大于裂隙模型（7）上的孔距，透水板（9）上的孔径大于裂隙模型（7）上的孔径。3.根据权利要求1所述的一种模拟膨胀土蒙脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保田，康靖宇，韩少阳，张文慧，张海霞，单熠博，周炳生，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32