一种四联稳态水化学循环渗流仪及其化学环境模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种四联稳态水化学循环渗流仪及其化学环境模拟方法，包括透水置样机构、可打开的反应管、水槽、可调流速的溶液泵、可视压力供水机构和溶液成分监测单元；透水置样机构以可拆卸的方式安装于反应管内；透水置样机构用于放置待使用的反应样品；反应管上设有阀门；水槽与阀门对应位置安装；溶液泵的抽液端伸入水槽内，溶液泵的出液端与可视压力供水机构连通；可视压力供水机构与反应管连通；溶液成分监测单元的检测端伸入水槽内；通过反应管、水槽、溶液泵和可视压力供水机构构成水化学稳态环境，通过溶液成分监测单元监测岩土体在稳态的水化学环境下产生的变化，克服现有的水化学环境与岩土体反应实验条件的局限性。的水化学环境与岩土体反应实验条件的局限性。的水化学环境与岩土体反应实验条件的局限性。

【技术实现步骤摘要】
一种四联稳态水化学循环渗流仪及其化学环境模拟方法


[0001]本专利技术涉及水化学循环渗流仪
，特别涉及一种四联稳态水化学循环渗流仪及其化学环境模拟方法。

技术介绍

[0002]在工程建设之后，在相当长的时间内，地基岩土体都会与周围的水化学环境进行反应。在自然环境中的岩土体往往处于，由周围各种环境因素共同调节的稳态平衡的化学环境中，并在这种稳态条件下逐渐与周围环境发生化学反应。
[0003]另外，岩土体与水化学环境进行反应时，通常是在水体渗流运动的条件下进行。因此对其进行模拟实验可以帮助我们研究自然环境中土体受到水化学作用的影响，这对于工程建设的长期稳定性以及自然条件下土体的性质演变的探究都有重要科学意义。
[0004]现有的水化学环境与岩土体反应实验存在诸多的局限性，例如：对于水化学环境与岩土体反应的模拟，通常只是让岩土体与先行预设的环境进行反应，没有考虑自然条件下的动态稳态结构，即没有考虑到自然环境中水体处于不断的运移和流动中，反应的生成物并不会一直积累；这样测得的实验数据是有局限性的，有可能只在这在先行预设的环境下成立，这对于进行工程建设的长期稳定性研究以及自然条件下土体的性质演变的探究来说尚不够全面。
[0005]因此，急需一种能够克服现有水化学环境与岩土体反应实验条件局限性问题的模拟仪器及其模拟方法的技术方案。从而测试岩土体在自然稳态水化学环境下反应产生的变化，包括岩土体反应产物、受到水化学作用后产生的物理力学性质的变化等。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种四联稳态水化学循环渗流仪及其化学环境模拟方法，以解决现有水化学环境与岩土体反应实验条件存在局限性的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种四联稳态水化学循环渗流仪，包括透水置样机构、可打开的反应管、水槽、可调流速的溶液泵、可视压力供水机构和溶液成分监测单元；所述透水置样机构以可拆卸的方式安装于所述反应管内；所述透水置样机构用于放置待使用的反应样品；所述反应管上设有阀门；所述水槽与所述阀门对应位置安装；所述溶液泵的抽液端伸入所述水槽内，所述溶液泵的出液端与所述可视压力供水机构连通；所述可视压力供水机构与所述反应管连通；所述溶液成分监测单元的检测端伸入所述水槽内。
[0008]在其中一个实施例中，所述透水置样机构包括置样架和透水片；所述透水片立式安装于所述置样架上；所述透水片以两片设为置样组，两所述透水片之间放置有所述反应样品。
[0009]在其中一个实施例中，所述透水片的透水材料为透水石。
[0010]在其中一个实施例中，所述置样架上安装有多个所述置样组。
[0011]在其中一个实施例中，所述反应管上安装有可拆卸的管盖；所述阀门安装于所述管盖上；所述反应管的两端上安装有固定座。
[0012]在其中一个实施例中，所述可视压力供水机构包括依次连通的循环水管和透明的供压管；所述循环水管与所述出液端连通；所述供压管与所述反应管连通。
[0013]在其中一个实施例中，沿所述供压管长度方向的壁上设有液面刻度。
[0014]在其中一个实施例中，所述反应管和所述供压管均设有四个；所述循环水管设有连通的直管段和歧管段；所述直管段与所述出液端连通，所述歧管段与四个所述供压管连通。
[0015]在其中一个实施例中，所述溶液成分监测单元包括成分测量传感器和监测器，所述成分测量传感器与所述监测器电性通信连接。
[0016]本专利技术还提供了一种化学环境模拟方法，步骤：
[0017]制作反应样品，将所述反应样品放在置样组内；
[0018]打开反应管，将装好所述反应样品的置样架放入所述反应管内，关闭所述反应管，关闭阀门，使所述反应管内的液面完全浸没所述反应样品；
[0019]将实验溶液加入水槽中，启动溶液泵选择预设流速；所述溶液泵将所述实验溶液从所述水槽抽至供压管，使所述供压管内的液面到达预设水压值的液面，到达所述预设水压值后打开所述阀门，控制所述阀门的流量，使所述供压管内的液面维持在所述预设水压值的液面；
[0020]进行实时监测，成分测量传感器测量所述水槽中所述实验溶液的成分，监测器进行所述实验溶液的成分分析；
[0021]所述反应样品在稳态化学环境反应后，达到实验设定的反应时间，即关闭所述溶液泵，打开所述阀门，排干所述反应管内的所述实验溶液，打开所述反应管，将所述反应样品连同所述置样架从所述反应管中取出；
[0022]对反应后的所述反应样品进行相应的物理力学以及内部结构分析，从而获得所述反应样品的物理力学性质、及其内部结构所产生的变化的数据，分析所述实验溶液的成分得到所述反应样品在稳态化学环境反应下产生的化学反应产物。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]1、通过所述反应管、所述水槽、所述溶液泵、所述循环水管和所述供压管构成水化学稳态环境；在实验进行时，通过所述成分测量传感器和所述监测器，实时监测反应样品即岩土体，在所述反应管内的稳态水化学环境下产生的变化，以克服现有的水化学环境与岩土体反应实验条件的局限性。
[0025]2、在实验结束后，可通过测量水槽中的实验溶液，测定岩土体与实验溶液反应所产生的化学产物，获取实验数据；可测定反应样品的内部结构，获得其反应后的内部结构变化图；可进行物理力学实验，测量岩土体的液塑限，抗压强度等物理力学性质，结合获取的化学产物实验数据、反应样品内部结构变化图和相应的物理力学性质，进行全面的水化学环境与岩土体反应实验研究。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作
简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术整体组装的结构示意图；
[0028]图2是本专利技术供压管的局部结构示意图。
[0029]附图标记如下：
[0030]1、透水置样机构；11、置样架；12、置样组；121、透水片；
[0031]2、反应管；21、阀门；22、管盖；23、固定座；
[0032]3、水槽；
[0033]4、溶液泵；41、抽液端；42、出液端；
[0034]5、可视压力供水机构；51、循环水管；511、直管段；512、歧管段；52、供压管；521、液面刻度；522、固定柱；
[0035]6、溶液成分监测单元；61、成分测量传感器；62、监测器；63、检测端。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0037]四联稳态水化学循环渗流仪的一个实施例如图1所示，包括透水置样机构1、可打开的反应管2、水槽3、可调流速的溶液泵4、可视压力供水机构5和溶液成分监测单元6；透水置样机构1以可拆卸的方式安装于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，包括透水置样机构、可打开的反应管、水槽、可调流速的溶液泵、可视压力供水机构和溶液成分监测单元；所述透水置样机构以可拆卸的方式安装于所述反应管内；所述透水置样机构用于放置待使用的反应样品；所述反应管上设有阀门；所述水槽与所述阀门对应位置安装；所述溶液泵的抽液端伸入所述水槽内，所述溶液泵的出液端与所述可视压力供水机构连通；所述可视压力供水机构与所述反应管连通；所述溶液成分监测单元的检测端伸入所述水槽内。2.根据权利要求1所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，所述透水置样机构包括置样架和透水片；所述透水片立式安装于所述置样架上；所述透水片以两片设为置样组，两所述透水片之间放置有所述反应样品。3.根据权利要求2所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，所述透水片的透水材料为透水石。4.根据权利要求2所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，所述置样架上安装有多个所述置样组。5.根据权利要求1所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，所述反应管上安装有可拆卸的管盖；所述阀门安装于所述管盖上；所述反应管的两端上安装有固定座。6.根据权利要求1所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，所述可视压力供水机构包括依次连通的循环水管和透明的供压管；所述循环水管与所述出液端连通；所述供压管与所述反应管连通。7.根据权利要求6所述的四联稳态水化学循环渗流仪，其特征在于，沿所述供压管长度方向的壁上设有液面刻度。8.根据权利要求6所述的四联稳态水化学循环渗流仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤连生，巩文腾，陈洋，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：