【技术实现步骤摘要】
一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置及实验方法
本专利技术属于尾矿排渗系统领域,具体涉及一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置及实验方法。
技术介绍
在矿山尾矿库与公路边坡的建设运行过程中,排渗系统长期使用后,因机械充填孔隙、化学沉积与胶结、生物生长与衰亡作用等因素,产生各种沉积物于土工材料表面,使材料的孔隙结构被充填产生淤堵,阻碍水从排渗系统中流出,影响系统的排水效果。为更好的研究排渗系统的淤堵机理与影响因素,可以设计能够进行物理堵塞与化学固结作用的实验装置,开展大型土工织物的淤堵室内模拟实验。调研资料显示,目前,国内外已经有一些学者开展了机械与化学淤堵模拟实验研究,建立了一些试验装置,概括起来看,包括两种类型:1)直立式单柱渗透淤堵实验系统;2)箱式渗透淤堵实验系统。直立式单柱淤堵实验系统包括三个子系统:进液系统、渗透与淤堵模拟系统与废液回收系统,渗透与淤堵模拟系统为直立式圆柱,圆柱内充填实验材料,底端与进液系统相连,顶端利用压头密封并外接测压管与废液回收装置。此类实验系统主要测试充填材料的渗透能力,当注入溶液为化学溶液时,可以进行材料在化学溶液浸泡后内部结构的变化,因此可以分析充填材料的渗透性与化学淤堵现象及机制。该类系统相对简单,存在以下几个方面的缺点:1)由于直筒的尺寸限制,实验规模较小;2)实验系统仅一个进口与一个出口,无法实时了解材料内部某一特定位置处的溶液浓度、压力、内部结构的变化;3)由于溶液从底部直接进入实验装置,无缓冲区,易对底部的材料产生冲击效应,影响实验效果;4)若改装后进行土工材料的物理与化学淤堵模拟,只能布置一根排渗管,因此同步实验数量 ...
【技术保护点】
1.一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,包括由水箱(1)、压力泵(2)、一号流量计(3)顺序相连构成的流体输入系统,该流体输入系统连接有箱式排渗系统(7);所述箱式排渗系统(7)包括壳体(8),在壳体(8)的三个侧面分别设有进液阀(4)、出液阀(5)、排液阀(6),其中,所述进液阀(4)与一号流量计(3)相连,排液阀(6)设置在与进液阀(4)相对的一侧,所述出液阀(5)设有数个,每一个出液阀(5)均连接有一个二号流量计(14);在壳体(8)内部,沿进液阀(4)至排液阀(6)所指方向被分为溶液输入缓冲区(A)、填砂区(B)、溶液输出缓冲区(C)和液位调节区(D),其中,溶液输入缓冲区(A)、填砂区(B)和溶液输出缓冲区(C)依次被带孔隔板(9)分隔,溶液输出缓冲区(C)与液位调节区(D)采用不透水隔板(12)分隔,在不透水隔板(12)底部安设有旋转式液位调节管(13),用于连通溶液输出缓冲区(C)与液位调节区(D)并对溶液输出缓冲区(C)的水位高度进行控制;在填砂区(B)内垂直或者水平设有数根带孔的排渗管(10),每根排渗管(10)外面包裹有土工布(11),其中,当排渗管(10 ...
【技术特征摘要】
1.一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,包括由水箱(1)、压力泵(2)、一号流量计(3)顺序相连构成的流体输入系统,该流体输入系统连接有箱式排渗系统(7);所述箱式排渗系统(7)包括壳体(8),在壳体(8)的三个侧面分别设有进液阀(4)、出液阀(5)、排液阀(6),其中,所述进液阀(4)与一号流量计(3)相连,排液阀(6)设置在与进液阀(4)相对的一侧,所述出液阀(5)设有数个,每一个出液阀(5)均连接有一个二号流量计(14);在壳体(8)内部,沿进液阀(4)至排液阀(6)所指方向被分为溶液输入缓冲区(A)、填砂区(B)、溶液输出缓冲区(C)和液位调节区(D),其中,溶液输入缓冲区(A)、填砂区(B)和溶液输出缓冲区(C)依次被带孔隔板(9)分隔,溶液输出缓冲区(C)与液位调节区(D)采用不透水隔板(12)分隔,在不透水隔板(12)底部安设有旋转式液位调节管(13),用于连通溶液输出缓冲区(C)与液位调节区(D)并对溶液输出缓冲区(C)的水位高度进行控制;在填砂区(B)内垂直或者水平设有数根带孔的排渗管(10),每根排渗管(10)外面包裹有土工布(11),其中,当排渗管(10)水平设置时,每根排渗管(10)分别与出液阀(5)相连接。2.如权利要求1所述的一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,所述出液阀(5)共有12个,分三层设置,对应的,水平设置的排渗管(10)也为12根,每根排渗管直径为50mm,排渗管上沿圆周方向等间隔设有4排圆孔,相邻圆孔间距8cm,圆孔直径5-8mm。3.如权利要求1所述的一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,在所述带孔隔板(9)的表面设置有拦砂网,该拦砂网的孔径小于填砂区的砂粒直径,以防止砂粒流出填砂区。4.如权利要求1所述的一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,所述壳体(8)为透明有机玻璃材料,能够实时观察流体流动状况。5.如权利要求1所述的一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,所述压力泵(2)为供给流量达6L/min的大流量蠕动泵,流速由电位器调节;一号流量计(3)和二号流量计(14)为玻璃转子流量计,流量范围为40-400L/h。6.如权利要求1所述的一种尾矿排渗系统淤堵模拟实验装置,其特征在于,当排渗管(10)垂直设置时,在每根排渗管内设有水位监测仪。7.采用权利要求1所述实验装置进行实验,其特征在于,包括以下步骤:一、化学淤堵实验1)连接好管路及部件,并测试密封性合格;2)在实验前关闭进液阀(4),将配制好的化学溶液装入水箱(1)内,并在溶液内添加染色剂;3)先在填砂区平铺砂土,然后将包裹土工布(11)的带孔排渗管(10)等间...
【专利技术属性】
技术研发人员:冒海军,杨隽,杨春和,张超,李泽华,黄路云,
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉工程大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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