專利名稱：一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤實(shí)驗(yàn)裝置，具體屬于用于分層原狀土滲流實(shí)驗(yàn)的裝置。
背景技術(shù)：
滲流試驗(yàn)是研究土壤和地下水相互作用過程中滲流液遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及土壤性質(zhì)變化的重要手段，是測定滲透系數(shù)、彌散系數(shù)等參數(shù)的重要方法，同時(shí)也是研究水土作用的重要研究方法。目前，傳統(tǒng)的滲流實(shí)驗(yàn)多采用一維土柱和滲流槽，他們都只能一層一層裝入土樣后展開實(shí)驗(yàn)，無法進(jìn)行原狀土的滲流實(shí)驗(yàn)。但是，土壤經(jīng)過劇烈擾動(dòng)后，土壤的結(jié)構(gòu)被破壞，引起滲透性、彌散度、抗剪抗壓強(qiáng)度等性質(zhì)發(fā)生很大的變化，不能真實(shí)的反映土壤的野外真實(shí)情況。因此，傳統(tǒng)的滲流實(shí)驗(yàn)裝置不能準(zhǔn)確的反映土壤相關(guān)性質(zhì)，也不能準(zhǔn)確的進(jìn)行滲透系數(shù)等參數(shù)的測定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決目前對(duì)原狀土不能進(jìn)行分層滲流的試驗(yàn)，反映土壤相關(guān)性質(zhì)不準(zhǔn)確的不足，提供一種不會(huì)破壞土壤原狀結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ψ謱釉瓲钔吝M(jìn)行同時(shí)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)客觀、準(zhǔn)確性強(qiáng)的分層原狀土滲流實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)方案一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其在于包括底座、連接于底座上的滲流柱、滲流柱上的上端蓋、流量計(jì)、與流量計(jì)連接的硅膠管、通過硅膠管與流量計(jì)連接的溢水箱、通過信號(hào)線與裝在滲流柱上的傳感器連接的多參數(shù)儀。其特征在于滲流柱包括至少兩個(gè)滲流段、裝在最上一個(gè)滲流段內(nèi)的淋濾器、裝在淋濾器下方的緩沖網(wǎng)、裝在最下一個(gè)滲流段下端的排水管組成，每兩個(gè)滲流段通過螺桿連接。其特征在于滲流段由滲流管、滲流管內(nèi)中部裝的隔板、由隔板所形成的滲流液腔及實(shí)驗(yàn)腔、實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)放置的環(huán)刀、隔板上連接的濾網(wǎng)、在滲流管內(nèi)側(cè)壁上連接的密封層組成；傳感器裝在滲流液腔內(nèi)。其特征在于每兩個(gè)滲流段之間的實(shí)驗(yàn)腔相通。其特征在于溢水箱的高度高于淋濾器的高度。其特征在于流量計(jì)通過支座一連接于固定架上；溢水箱通過支座二連接于固定
1 ο其特征在于溢水箱通過支座二在固定架上進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。其特征在于所述的淋濾器由支撐架、帶孔的淋濾管、接頭組成。本發(fā)明能用于生產(chǎn)中測定原狀土體的滲透系數(shù)和彌散系數(shù)等，并可研究土壤改良劑對(duì)土壤力學(xué)性質(zhì)的影響；在科研中可深入研究不同溶液淋濾對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響、土壤中流對(duì)包氣帶土體和地下水的影響，還可適用于溶質(zhì)運(yùn)移有關(guān)領(lǐng)域(水污染評(píng)價(jià)、海水入侵、 石油驅(qū)替)的參數(shù)測定；作為教學(xué)儀器有助于學(xué)生更好理解滲流實(shí)驗(yàn)的相關(guān)概念和水土作用等理論，在試驗(yàn)過程中通過改變實(shí)驗(yàn)條件可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力?？傊?，儀器具有廣泛的應(yīng)用前景和繼續(xù)開發(fā)的功能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2圖1中淋濾器的結(jié)構(gòu)示意中1-底座，2-滲流柱，3-上端蓋，4-流量計(jì)，5-硅膠管，6-溢水箱，7-信號(hào)線，8-傳感器，9-多參數(shù)儀，10-滲流段，11-滲流管，12-隔板，13-滲流液腔，14-實(shí)驗(yàn)腔， 15-環(huán)刀，16-濾網(wǎng)，17-密封層，18-淋濾器，19-緩沖網(wǎng)，20-排水管，21-固定架，22-支座一，23-支座二，24-支撐架，25-孔，26-淋濾管，27-接頭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步描述一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置其包括底座1，連接于底1上的滲流柱2，滲流， 2上的上端蓋3、流量計(jì)4、與流量計(jì)4連接的硅膠管5、通過硅膠管5與流量計(jì)4連接的溢水箱6、通過信號(hào)線7與裝在滲流柱2上的傳感器8連接的多參數(shù)儀9。滲流柱2的結(jié)構(gòu)滲流段10的結(jié)構(gòu)首先制作不銹鋼或玻璃材質(zhì)的滲流管11，在滲流管11的內(nèi)中部采用整體加工或焊接或鉚接兩塊隔板12，在兩塊隔板12之間形成的滲流液腔13，隔板12 的上或下形成實(shí)驗(yàn)腔14，在實(shí)驗(yàn)腔14內(nèi)放置有環(huán)刀15 ；在隔板12上采用螺釘或粘接劑連接濾網(wǎng)16 ；在滲流管11內(nèi)側(cè)壁上采用粘接連接硅膠或橡膠密封層17 ；傳感器8放置在滲流液腔13內(nèi)。將制作好的滲流段10每相鄰的兩個(gè)采用螺桿連接為一體，組成滲流柱2 (根據(jù)需要確定滲流段10的連接個(gè)數(shù))，但至少要連接兩個(gè)滲流段10 ；每相鄰的兩個(gè)滲流段10的實(shí)驗(yàn)腔14是相通的；在確定作為最上一個(gè)滲流段10內(nèi)采用粘接或焊接連接淋濾器18，在淋濾器下方的滲流段10內(nèi)粘接緩沖網(wǎng)19 ；在裝在最下一個(gè)滲流段10的內(nèi)腔制作成漏斗形的，并在其下端連接排水管20。制作固定架21，并在固定架21上焊接或螺紋連接支座一 22，流量計(jì)4固定于支座一 22上；在固定架21上螺紋連接支座二 23，支座二 23能夠在固定架21上進(jìn)行高度調(diào)節(jié)， 在固定架21上固定溢水箱6，溢水箱6的高度高于淋濾器18的高度；硅膠管5的一端連接于淋濾器18，另一端連接于流量計(jì)4 ；再用一根硅膠管5，其一端連接于流量計(jì)4，另一端連接于溢水箱6 ；所述的淋濾器18由支撐架24、與支撐架M采用整體或焊接的帶孔25的淋濾管 26、接頭27組成。多參數(shù)儀9通過信號(hào)線7與各傳感器8進(jìn)行連接。使用原理本發(fā)明通過環(huán)刀15取回原狀土，將裝有原狀土的環(huán)刀15放在實(shí)驗(yàn)腔14內(nèi)(其環(huán)刀15的裝入數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況而定)；通過溢水箱6、流量計(jì)4和淋濾器19控制滲流
8 11
13
14 16
692 790 858 945 828
24 26 27 29
700 698 700 695(6)分析滲出液成分變化試驗(yàn)中，每隔一段時(shí)間從出水孔取樣，用于分析滲濾液的變化規(guī)律，本次實(shí)驗(yàn)選取 T 5個(gè)滲濾液水樣，用于分析原狀土滲流實(shí)驗(yàn)的水土作用。表2滲出液成分分析表
溶液的濃度和水頭；按照常規(guī)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以對(duì)原狀土結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，也可以對(duì)滲出液的成分進(jìn)行分析，以此研究原狀土滲流實(shí)驗(yàn)中水土鹽作用對(duì)土壤和地下水的影響。具體試驗(yàn)例(1)準(zhǔn)備土樣實(shí)驗(yàn)土樣采自中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)西區(qū)南望山，將采到的原狀土制成原狀土環(huán)刀，制樣中盡量避免對(duì)土壤的擾動(dòng)，采用烘干法測得土樣的初始含水率為2. 2%，干容重 1. 41g/cm3。(2)裝樣將原狀土環(huán)刀裝入兩個(gè)滲流柱組成的試樣腔后，原狀土環(huán)刀數(shù)量為5個(gè)，利用螺桿和硅膠墊進(jìn)行固定和密封。為了確保不漏水，連接處縫隙用玻璃膠進(jìn)行粘合密封。(3)配制滲流劑配置0. 05mol/L 的 NaCl 溶液 30L。(4)淋濾通過調(diào)節(jié)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，控制滲流流速為0. lml/s展開淋濾實(shí)驗(yàn)。(5)監(jiān)測電導(dǎo)率通過電極對(duì)滲流液進(jìn)行監(jiān)測，試驗(yàn)中采用電導(dǎo)電極和電導(dǎo)率儀對(duì)第一個(gè)原狀土環(huán)刀的滲濾液進(jìn)行監(jiān)測，得到電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化表。表1電導(dǎo)率隨時(shí)間變化表
權(quán)利要求
1.一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于其包括底座、連接于底座上的滲流柱、滲流柱上的上端蓋、流量計(jì)、與流量計(jì)連接的硅膠管、通過硅膠管與流量計(jì)連接的溢水箱、通過信號(hào)線與裝在滲流柱上的傳感器連接的多參數(shù)儀。
2.如權(quán)利要求1所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于滲流柱包括至少兩個(gè)滲流段、裝在最上一個(gè)滲流段內(nèi)的淋濾器、裝在淋濾器下方的緩沖網(wǎng)、裝在最下一個(gè)滲流段下端的排水管組成，每兩個(gè)滲流段通過螺桿連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于滲流段由滲流管、滲流管內(nèi)中部裝的隔板、由隔板所形成的滲流液腔及實(shí)驗(yàn)腔、實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)放置的環(huán)刀、隔板上連接的濾網(wǎng)、在滲流管內(nèi)側(cè)壁上連接的密封層組成；傳感器裝在滲流液腔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于每兩個(gè)滲流段之間的實(shí)驗(yàn)腔相通。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于溢水箱的高度高于淋濾器的高度。
6.如權(quán)利要求1所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于流量計(jì)通過支座一連接于固定架上；溢水箱通過支座二連接于固定架上。
7.如權(quán)利要求6所述的一種分層原狀土滲流的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于溢水箱通過支座二在固定架上進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層原裝土滲流試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的淋濾器由支撐架、帶孔的淋濾管、接頭組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于分層原狀土滲流實(shí)驗(yàn)的裝置。其包括底座、連接于底座上的滲流柱、滲流柱上的上端蓋、流量計(jì)、與流量計(jì)連接的硅膠管、通過硅膠管與流量計(jì)連接的溢水箱、通過信號(hào)線與裝在滲流柱上的傳感器連接的多參數(shù)儀。本發(fā)明能用于生產(chǎn)中測定原狀土體的滲透系數(shù)和彌散系數(shù)等，并可研究土壤改良劑對(duì)土壤力學(xué)性質(zhì)的影響；可用于研究不同溶液淋濾對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響、土壤中流對(duì)包氣帶土體和地下水的影響，還適用于溶質(zhì)運(yùn)移有關(guān)領(lǐng)域的參數(shù)測定；還能作為教學(xué)儀器。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102519856SQ20111042943
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者萬軍偉, 和澤康, 張亞男, 張塏苡, 張長城, 彭浩, 李仲夏, 楊添程, 楊逸君, 沈丹萍, 王志強(qiáng), 王珺瑜, 馬傳明, 魯濤濤 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)