模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统，它解决了地下水回灌试验模型对于隔水层隔水不好和出水边界不符合实际情况的问题，提升了承压含水层回灌仿真隔水层的封闭性；增加了周围边界的透水性，减小了试验装置对试验时边界条件的影响。其技术方案为：包括供水箱，供水箱通过供水管向回灌井供水，所述回灌井设置于仿真边界集水箱内，所述仿真边界集水箱内设置试验土层，所述试验土层上下两侧均由承压含水层密封部进行隔水，所述仿真边界集水箱底部设置排水部件。

【技术实现步骤摘要】
模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统
本专利技术涉及仿真试验
，特别是涉及一种模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统。
技术介绍
随着经济快速发展，城市地下工程越来越多，朝着更大更深的方向发展。为保证基坑工程干作业条件，基坑降水成为必不可少的环节。然而基坑降水会带来基坑周围地面的不均匀沉降和水资源的浪费等问题。为了解决上述问题，基坑降水后地下水回灌成为必不可少的环节。如今需要一种结构更加合理的地下水回灌试验模型，获取回灌地下水的曲面形状、空隙水压力、渗透系数、土层沉降值等参数。目前，对于隔水层的设置和出水边界的设置是承压地下水回灌室内模型的难点，已有模型存在以下缺陷：隔水层用塑料膜等通过结构胶等进行密封，很难做到没有薄弱环节，一旦出现透水通路很难对模型进行修复，导致试验失败。此外，出水边界多为单面或者双面出水边界，与四周均为出水边界的实际情况不相符；其次出水边界多为直接加滤网的洞口，很容易造成堵塞，造成出水困难。综上，现有技术中地下水回灌试验模型对于隔水层隔水不好和出水边界不符合实际情况的问题，尚缺乏有效的解决方案。目前仍缺少一种具有良好隔水效果的承压水隔水层、四周具有良好透水性的出水边界的承压地下水回灌试验系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统，解决了回灌试验装置做承压含水层回灌试验时，上下隔水层设置封闭效果不好，较容易出现透水现象的问题，提升了承压含水层回灌仿真隔水层的封闭性；增加了周围边界的透水性，减小了试验装置对试验时边界条件的影响。试验系统可以通过埋设在土层中的空隙水压力传感器、沉降传感器等原件测试回灌时水的渗流压力、土层沉降等参数，通过数据线传输到电脑终端；并且可以仿真模拟地下水回灌过程，显示并存储回灌压力、回灌量、回灌时间等参数；研究不同土层的回灌难易程度等问题。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统，包括供水箱，供水箱通过供水管向回灌井供水，所述回灌井设置于集水箱内，所述集水箱内设置试验土层，所述试验土层上下两侧均由承压含水层密封部进行隔水，承压含水层密封部形成隔水边界，集水箱四周均为出水边界，所述集水箱底部设置排水部件。本专利技术的试验系统中，由承压含水层密封部形成隔水边界，避免了做承压含水层回灌试验时，容易发生突涌，隔水效果不好的缺陷，可以起到有效的隔水效果。所述试验土层设置于集水箱中部，试验土层顶部和底部均设置有辅助土层。由上下的辅助土层将试验土层设于中部，更好的模拟实际工程情况。所述回灌井在与试验土层配合处设置滤水管，所述滤水管为加设滤网的透水管。回灌井在试验土层处设置成加设滤网的透水管，试验研究试验土层处回灌情况。所述承压含水层密封部包括隔水弹性板，所述隔水弹性板端部通过止水压边与集水箱连接。止水压边穿过三层反滤网，与集水箱侧壁连接，止水压边为与三级反滤网结合的拐角构件，可以采用钢板压条，通过止水压边固定隔水弹性板。所述隔水弹性板和止水压边之间设置弹性胶垫，胶垫为柔性橡胶条，增加连接部位的密封效果。所述隔水弹性板、止水压边和弹性胶垫之间通过连接件紧固连接。保证三者之间连接的可靠稳固性。所述集水箱包括外部围护体，所述外部围护体内设置多层反滤网，多层反滤网在外部围护体内侧壁逐层布设。集水箱内侧设置多层反滤网，出水阻力较小、不易堵塞、出水容易，与实际情况较接近，可以很好的解决边界出水困难，影响试验效果的缺陷。所述外部围护体内设置有水位控制管，水位控制管下部与集水箱的排水口相连接，水位控制管上部设置出水口，控制管出水口可调节高度，通过调节管口高度调节集水箱水位。所述多层反滤网之间均由内支撑间隔。内支撑既可以固定多层反滤网和集水箱，同时内支撑将多层反滤网间隔开设定距离。所述多层反滤网的出水孔由内至外依次加大。优选的，所述反滤网为三层，靠近集水箱外侧的反滤网和中间层反滤网之间填设17-19mm粒径的石子，靠近集水箱内侧的反滤网和中间层反滤网之间填设9-11mm粒径的石子，靠近集水箱内侧的反滤网和试验土层之间填设7-9mm粒径的石子。通过三层不同粒径的石子形成反滤层，防止滤网堵塞，减小边界对出水的阻碍作用。所述供水管上设有水泵，所述水泵与控制器连接，所述供水管上还设置电磁流量表，电磁流量表与控制器连接。在供水管上设置水泵和电磁流量表，通过控制器可精确控制向集水箱内供水的量和速度。所述回灌井顶部设置有压力表和水气分离阀，水气分离阀用于排出回灌井内的气体，在加压回灌时仍然能保证排气，同时水位到井口时阻止水的排出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的试验系统可以较真实的模拟地下水的回灌过程，对于回灌过程中的回灌压力、回灌水量、土层的回灌难易程度、土层的沉降值等参数可以很好的呈现与记录。(2)本系统为圆形，周边均为出水边界，可以跟实际回灌工程的出水边界较吻合；并且四周均为三级反滤网，出水阻力较小、不易堵塞、出水容易，与实际情况较接近，可以很好的解决边界出水困难，影响试验效果的缺陷。(3)试验系统的隔水边界是承压水土层上下均用隔水弹性板通过周边的钢板压条通过螺栓固定，并且隔水弹性板通过钢板压条固定时，上下均垫弹性胶垫，这样可以做到有较好的隔水和固定效果。从而避免了做承压含水层回灌试验时，容易发生突涌，隔水效果不好的缺陷。(4)本系统设置有控制平台，控制平台的变频恒压控制系统和自动监测系统，实现了试验过程的自动控制、记录和存储，提高了试验系统的智能化。(5)集水箱的排水口连接水位控制管，可以实现排水的同时，通过调节水位控制管出水口的高低调节集水箱内的水位。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术试验系统的水平剖面结构示意图；图2为本专利技术试验系统的正面结构示意图；图3为本专利技术试验系统的竖向剖面结构示意图；图4为本专利技术的隔水弹性板固定细部图。图中，1、供水箱，2、控制平台，3、水泵，4、三层反滤网，5、集水箱，6、回灌井，7、供水管，8、内支撑，9、排水渠，10、排水口，11、滤水管，12、隔水弹性板，13、辅助土层，14、试验土层，15、止水压边，16、底座，17、水位控制管，18、压力表，19、螺栓，20、弹性胶垫，21、电磁流量表，22、水气分离阀。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。术语解释部分：本专利技术中止水压边为与反滤网结合的拐角构件，止水压边穿过三层反滤网，与集水箱侧壁连接，止水压边可以采用钢板压条，通过止水压边固定隔水弹性板。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在地下水回灌试验模型对于隔水层隔水不好和出水边界不符合实际情况的问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统，其特征是，包括供水箱，供水箱通过供水管向回灌井供水，所述回灌井设置于集水箱内，所述集水箱内设置试验土层，所述试验土层上下两侧均由承压含水层密封部进行隔水，承压含水层密封部形成隔水边界，集水箱四周均为出水边界，所述集水箱底部设置排水部件。

【技术特征摘要】
1.模拟承压地下水回灌的仿真边界试验系统，其特征是，包括供水箱，供水箱通过供水管向回灌井供水，所述回灌井设置于集水箱内，所述集水箱内设置试验土层，所述试验土层上下两侧均由承压含水层密封部进行隔水，承压含水层密封部形成隔水边界，集水箱四周均为出水边界，所述集水箱底部设置排水部件。2.如权利要求1所述的试验系统，其特征是，所述试验土层设置于集水箱中部，试验土层顶部和底部均设置有辅助土层。3.如权利要求1所述的试验系统，其特征是，所述回灌井在与试验土层配合处设置滤水管，所述滤水管为加设滤网的透水管。4.如权利要求1所述的试验系统，其特征是，所述承压含水层密封部包括隔水弹性板，所述隔水弹性板端部通过止水压边与集水箱连接。5.如权利要求4所述的试验系统，其特征是，所述隔水弹性板和止水压边之间设置弹性胶垫；所述隔水弹性板、止水压边和弹性胶垫之间通过连接件紧固连接。6.如权利要求1所述的试验系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会刚，李罡，路林海，王倩，胡冰冰，
申请(专利权)人：济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37