重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，包括：水槽，所述水槽设置为无盖长方体结构；隔水支架，所述隔水支架设置在所述水槽的底部，所述隔水支架的剖面形状为一个镂空内切半圆的长方形，所述隔水支架上设置有半圆形O型圈，所述隔水支架设置有三块，所述隔水支架将所述水槽分为第一溶液槽、隔水支架槽和第二溶液槽；有机玻璃腔室，所述有机玻璃腔室水平放置在所述半圆形O型圈上，所述有机玻璃腔室用于提供密闭稳定的试验环境。本发明专利技术所提供的重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，能够帮助研究人员了解重金属污染场地中工程屏障的膜效应对离子迁移扩散行为的影响，以及膜效应对工程屏障应变的影响。

A device for measuring the effect of engineering barrier membrane in heavy metal contaminated sites

【技术实现步骤摘要】
重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置
本专利技术涉及地质工程及环境岩土工程
，特别涉及一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置。
技术介绍
近年来，随着全球环保意识的加强，众多环境修复技术被得到开发及利用。黏土类工程屏障是一项基于被动隔离的工程修复技术，其具有修复面积大、环境友好及施工简便等优势广泛应用于重金属污染场地中。作为低渗透黏土材料，工程屏障在修复重金属污染场地中相当长的一段时间内，对入渗地下水中携带的重金属溶质具有一定程度的阻滞作用。然而，黏土工程屏障的阻滞特性也会随着周边化学环境的变化而受到影响。膜效应是指溶质在多孔介质中迁移受限的现象，限制溶质会导致化学渗透流，即液体从较低的溶质浓度区域流向较高的溶质浓度区域。对于黏土工程屏障而言，其半透膜行为是指黏土对化学溶质的滞留行为，从而限制溶质穿过的能力。这一特性与渗入地下水中溶质迁移扩散行为密切相关，被作为黏土工程屏障工程性能的研究重点之一。压实黏土的膜效率系数与黏土两侧溶液浓度差有显著的关系。对于同一黏土屏障，当黏土两侧浓度差绝对值超过某一值时，可完全抑制黏土屏障半透膜特性的发挥。然而，对于长期运营的黏土工程屏障而言，其两侧溶液浓度差处于随时间逐渐增大的趋势，当其两侧溶液浓度差超过某值时，可能导致其阻滞性能的丧失。在重金属污染场地修复工程中，半透膜行为对工程屏障中溶质的扩散具有潜在显著的影响。然而，目前并没有较完善的仪器及方法来测定黏土工程屏障的膜效率系数。
技术实现思路
本专利技术提供了一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，其目的是为了解决研究人员无法深入了解重金属污染场地中工程屏障的膜效应对离子迁移扩散行为的影响，以及膜效应对工程屏障应变的影响。为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，包括：水槽，所述水槽设置为无盖长方体结构；隔水支架，所述隔水支架设置在所述水槽的底部，所述隔水支架的剖面形状为一个镂空内切半圆的长方形，所述隔水支架上设置有半圆形O型圈，所述隔水支架设置有三块，所述隔水支架将所述水槽分为第一溶液槽、隔水支架槽和第二溶液槽；有机玻璃腔室，所述有机玻璃腔室水平放置在所述半圆形O型圈上，所述有机玻璃腔室用于提供密闭稳定的试验环境。其中，所述水槽包括：第一溶液传感器探针，所述第一溶液传感器探针设置在所述第一溶液槽内；第二溶液传感器探针，所述第二溶液传感器探针设置在所述第二溶液槽内。其中，所述有机玻璃腔室包括：第一不锈钢侧盖，所述第一不锈钢侧盖设置在所述有机玻璃腔室的第一端，所述第一不锈钢侧盖与所述有机玻璃腔室的第一端连接；第二不锈钢侧盖，所述第二不锈钢侧盖设置在所述有机玻璃腔室的第二端，所述第二不锈钢侧盖与所述有机玻璃腔室的第二端连接；第一溶液通道，所述第一溶液通道穿设在所述第一不锈钢侧盖的中心内，所述第一溶液通道内设置有多个圆形小孔；第二溶液通道，所述第二溶液通道穿设在所述第二不锈钢侧盖的中心内，所述第二溶液通道内设置有多个圆形小孔，所述第一溶液通道与所述第二溶液通道通过乳胶膜连接，所述第一溶液通道与所述第二溶液通道之间依次放置有透水石、滤纸、土样、滤纸和透水石，所述乳胶膜将所述透水石、所述滤纸和所述土样包裹住。其中，所述第一不锈钢侧盖上设置有一腔室进水通道，所述腔室进水通道的第一端穿设在所述第一不锈钢侧盖内。其中，所述第二不锈钢侧盖上设置有一腔室排水通道，所述腔室排水通道的第一端穿设在所述第二不锈钢侧盖内，所述腔室排水通道的第二端与第一软管连接，所述第一软管上设置有一开关。其中，还包括：数据采集器；第一传感器扩展接口，所述第一传感器扩展接口的第一端与所述数据采集器的第一端电连接，所述第一传感器扩展接口的第二端与所述第一溶液传感器探针的第一端电连接；第二传感器扩展接口，所述第二传感器扩展接口的第一端与所述数据采集器的第二端电连接，所述第二传感器扩展接口的第二端与所述第二溶液传感器探针的第一端电连接；体积压力控制器，所述体积压力控制器通过第二软管与所述腔室进水通道的第二端相连通。其中，还包括：第一TDR时域反射探针，所述第一TDR时域反射探针设置在所述土样内，所述第一TDR时域反射探针的第一端插设在所述土样内，所述第一TDR时域反射探针的第二端穿过所述第一溶液通道与所述第一传感器扩展接口的第三端电连接；第二TDR时域反射探针，所述第二TDR时域反射探针设置在所述土样内，所述第二TDR时域反射探针的第一端插设在所述土样内，所述第二TDR时域反射探针的第二端穿过所述第二溶液通道与所述第二传感器扩展接口的第三端电连接。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的上述实施例所述的重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，水槽提供了耐酸碱腐蚀性的溶液槽，还原了现实中工程屏障在重金属溶液中的环境；有机玻璃腔室、第一不锈钢侧盖和第二不锈钢侧盖连接成的圆柱体整体，为有机玻璃腔室中的土样提供了密闭的环境，水槽底部的隔水支架与有机玻璃腔室、第一不锈钢侧盖和第二不锈钢侧盖所构成的整体紧密贴合，为整个试验提供了密闭环境；土样中插入TDR时域反射探针，实时监测土样在试验过程中含水量的变化，体积压力控制器为土样提供了围压环境，同时记录了试验过程中土样的应变数据，通过数据采集器接收试验过程中所有采集的数据并分析，能够帮助研究人员了解重金属污染场地中工程屏障的膜效应对离子迁移扩散行为的影响，以及膜效应对工程屏障应变的影响，为黏土工程屏障的设计提供可靠的理论依据。附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术的水槽结构示意图；图3为本专利技术的有机玻璃腔室的内部结构示意图。【附图标记说明】1-水槽；2-隔水支架；3-第一溶液槽；4-第二溶液槽；5-有机玻璃腔室；6-第一溶液传感器探针；7-第二溶液传感器探针；8-第一不锈钢侧盖；9-第二不锈钢侧盖；10-第一溶液通道；11-第二溶液通道；12-透水石；13-土样；14-乳胶膜；15-腔室进水通道；16-腔室排水通道；17-第一软管；18-开关；19-数据采集器；20-第一传感器扩展接口；21-第二传感器扩展接口；22-体积压力控制器；23-第二软管；24-第一TDR时域反射探针；25-第二TDR时域反射探针；26-半圆形O型圈；27-圆形小孔。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点描述更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的研究人员无法深入了解重金属污染场地中工程屏障的膜效应对离子迁移扩散行为的影响，以及膜效应对工程屏障应变的影响，提供了一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置。如图1至图3所示，本专利技术的实施例提供了一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，包括：水槽1，所述水槽1设置为无盖长方体结构；隔水支架2，所述隔水支架2设置在所述水槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，其特征在于，包括：/n水槽，所述水槽设置为无盖长方体结构；/n隔水支架，所述隔水支架设置在所述水槽的底部，所述隔水支架的剖面形状为一个镂空内切半圆的长方形，所述隔水支架上设置有半圆形O型圈，所述隔水支架设置有三块，所述隔水支架将所述水槽分为第一溶液槽、隔水支架槽和第二溶液槽；/n有机玻璃腔室，所述有机玻璃腔室水平放置在所述半圆形O型圈上，所述有机玻璃腔室用于提供密闭稳定的试验环境。/n

【技术特征摘要】
1.一种重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，其特征在于，包括：
水槽，所述水槽设置为无盖长方体结构；
隔水支架，所述隔水支架设置在所述水槽的底部，所述隔水支架的剖面形状为一个镂空内切半圆的长方形，所述隔水支架上设置有半圆形O型圈，所述隔水支架设置有三块，所述隔水支架将所述水槽分为第一溶液槽、隔水支架槽和第二溶液槽；
有机玻璃腔室，所述有机玻璃腔室水平放置在所述半圆形O型圈上，所述有机玻璃腔室用于提供密闭稳定的试验环境。


2.根据权利要求1所述的重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，其特征在于，所述水槽包括：
第一溶液传感器探针，所述第一溶液传感器探针设置在所述第一溶液槽内；
第二溶液传感器探针，所述第二溶液传感器探针设置在所述第二溶液槽内。


3.根据权利要求2所述的重金属污染场地中工程屏障膜效应的测定装置，其特征在于，所述有机玻璃腔室包括：
第一不锈钢侧盖，所述第一不锈钢侧盖设置在所述有机玻璃腔室的第一端，所述第一不锈钢侧盖与所述有机玻璃腔室的第一端连接；
第二不锈钢侧盖，所述第二不锈钢侧盖设置在所述有机玻璃腔室的第二端，所述第二不锈钢侧盖与所述有机玻璃腔室的第二端连接；
第一溶液通道，所述第一溶液通道穿设在所述第一不锈钢侧盖的中心内，所述第一溶液通道内设置有多个圆形小孔；
第二溶液通道，所述第二溶液通道穿设在所述第二不锈钢侧盖的中心内，所述第二溶液通道内设置有多个圆形小孔，所述第一溶液通道与所述第二溶液通道通过乳胶膜连接，所述第一溶液通道与所述第二溶液通道之间依次放置有透水石、滤纸、土样、滤纸和透水石，所述乳胶膜将所述透水石、所述滤纸和所述土样包裹住。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺勇，李冰冰，张可能，薛生国，李建中，张闯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43