本發(fā)明涉及環(huán)境工程及土力學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種非破壞性去除土體試樣中可溶性離子的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

土體工程特性特殊，其組成成分也較多，其中化學(xué)組成更為復(fù)雜，含有不通化學(xué)成分的土體，其力學(xué)及其他工程特性均有所不同，因此研究去除化學(xué)離子之后的土體的工程特性演變具有較大的意義和價(jià)值。一般情況下，較多采用豎向滲流的方法淋濾土體中的可溶性化學(xué)離子，但實(shí)際上，土體在豎向滲流的作用下，其微觀顆粒的布局將受到影響，從而影響到土顆粒之間的應(yīng)力傳遞以及土體整體的工程特性。因此需要發(fā)明一種占地較小，試驗(yàn)可控性較強(qiáng)的試驗(yàn)裝置，能使在有效去除土體試樣中可溶性化學(xué)離子的同時(shí)，能保持試樣原有特征特性，另一方面則節(jié)約人力、物力以及財(cái)力的投入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種能夠有效去除土體試樣中可溶性化學(xué)離子，并保持試樣原有特征特性，占地較小，試驗(yàn)可控性較強(qiáng)的非破壞性去除土體試樣中可溶性離子的實(shí)驗(yàn)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包括密閉的缸體，所述缸體內(nèi)依次設(shè)置有純水室、試樣室和廢水室，純水室和試樣室間設(shè)置有上游透水石，試樣室和廢水室間設(shè)置有下游透水石，所述純水室上設(shè)置有進(jìn)水口，進(jìn)水口連接純水源，所述廢水室上設(shè)置有出水口。

所述缸體的上端開(kāi)口，缸體上端設(shè)置有能夠與缸體密閉連接的頂蓋。

所述頂蓋通過(guò)橡膠墊與缸體密封連接。

所述進(jìn)水口設(shè)置在頂蓋上，進(jìn)水口一端連通純水室，另一端連接純水源。

所述出水口設(shè)置在廢水室底部。

所述進(jìn)水口和出水口上均設(shè)置有開(kāi)閉閥門(mén)，進(jìn)水口上還設(shè)置有壓力表。

所述缸體的底部固定設(shè)置有不透水底板，所述上游透水石和下游透水石固定設(shè)置在不透水底板上。

所述不透水底板上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)透水石卡槽，所述上游透水石和下游透水石的底部固定在透水石卡槽內(nèi)。

所述缸體采用不銹鋼制成，截面為矩形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在密閉的缸體內(nèi)設(shè)置純水室、試樣室和廢水室，純水室和試樣室間設(shè)置有上游透水石，試樣室和廢水室間設(shè)置有下游透水石，純水從進(jìn)水口進(jìn)入純水室，供水可采用常壓供水或可根據(jù)需要進(jìn)行高壓供水從而加快淋濾速度，純水室充滿純水后，為去除試樣室中土體離子提供純水以及滲透勢(shì)，純水室的純水通過(guò)上游透水石滲透進(jìn)試樣室，上游透水石為純水通過(guò)提供通暢的通道，并使得土體試樣在飽水后不至于在重力作用下崩解，從而能維持試樣的原始形態(tài)，滲透進(jìn)試樣室的純水對(duì)試樣進(jìn)行可溶性離子的去除，試樣室內(nèi)攜帶有可溶性離子的水通過(guò)下游透水石滲透進(jìn)廢水室，下游透水石保證水能順利通過(guò)，但試樣本身的顆粒則不能通過(guò)透水石，達(dá)到通水并保護(hù)試樣的作用，廢水室的廢水通過(guò)出水口排出，完成土體試樣中可溶性離子的去除，本發(fā)明能夠有效去除土體試樣中可溶性化學(xué)離子，并保持試樣原有特征特性，占地較小，試驗(yàn)可控性較強(qiáng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。

進(jìn)一步，缸體頂部設(shè)置密閉連接的頂蓋，方便了取放試樣。

進(jìn)一步，進(jìn)水口和出水口上均設(shè)置有開(kāi)閉閥門(mén)，利用開(kāi)閉閥門(mén)控制進(jìn)水和出水，進(jìn)水口上還設(shè)置有壓力表，壓力表能夠及時(shí)測(cè)量水壓，以便選取合適的高壓供水加快淋濾速度。

進(jìn)一步，缸體的底部固定設(shè)置有不透水底板，不透水底板上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)透水石卡槽，利用透水石卡槽固定上游透水石和下游透水石，固定的更加牢靠，保證了整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為缸體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為不透水底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-進(jìn)水口、2-橡膠墊、3-試樣室、4-頂蓋、5-下游透水石、6-出水口、7-廢水室、8-不透水底板、9-上游透水石、10-純水室、11-缸體、12-透水石卡槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明包括密閉的缸體11，缸體11采用高強(qiáng)度的不銹鋼制成，截面為矩形，缸體11的上端開(kāi)口，缸體11上端設(shè)置有頂蓋4，頂蓋4通過(guò)橡膠墊2與缸體11密封連接。缸體11內(nèi)依次設(shè)置有純水室10、試樣室3和廢水室7，純水室10和試樣室3間設(shè)置有上游透水石9，試樣室3和廢水室7間設(shè)置有下游透水石5，純水室10連接有進(jìn)水口1，進(jìn)水口1設(shè)置在頂蓋4上，進(jìn)水口1一端連通純水室10，另一端連接純水源。進(jìn)水口1連接純水源，廢水室7上設(shè)置有出水口6，出水口6設(shè)置在廢水室7底部，進(jìn)水口1和出水口6上均設(shè)置有開(kāi)閉閥門(mén)，進(jìn)水口1上還設(shè)置有壓力表。

參見(jiàn)圖3，缸體11的底部固定設(shè)置有不透水底板8，上游透水石9和下游透水石5固定設(shè)置在不透水底板8上。不透水底板8上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)透水石卡槽12，上游透水石9和下游透水石5的底部固定在透水石卡槽12內(nèi)。

本發(fā)明包括缸體11、進(jìn)水口1、純水室10、上游透水石9、試樣室3、下游透水石5、廢水室7、出水口6、不透水底板8、橡膠墊2、頂蓋4。缸體11的主體截面為矩形，主要材質(zhì)為高強(qiáng)度不銹鋼材質(zhì)，從而保證在試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生變形。

進(jìn)水口1設(shè)置在純水室10一側(cè)，通過(guò)頂蓋4進(jìn)入純水室10，起到提供純水的作用，進(jìn)水口1上設(shè)置開(kāi)閉閥門(mén)，供水可采用常壓供水或可根據(jù)需要進(jìn)行高壓供水從而加快淋濾速度；

純水室10設(shè)置于試樣室3上游，純水通過(guò)進(jìn)水口1進(jìn)入純水室10，在純水室10充滿純水后，為去除試樣室中土體離子提供純水以及滲透勢(shì)；

上游透水石9設(shè)置于試樣室3左側(cè)，將純水室10與試樣隔開(kāi)，為純水通過(guò)提供通暢的通道，并使得土體試樣在飽水后不至于在重力作用下崩解，從而能維持試樣的原始形態(tài)；

試樣室3用于放置土體試樣，土體試樣可根據(jù)實(shí)際工況選擇原狀土或重塑土，亦可為其他材質(zhì)試樣；

下游透水石5設(shè)于試樣室3后方，將廢水室7和試樣隔開(kāi)，保證通過(guò)試樣的純水能順利通過(guò)透水石，但試樣本身的顆粒則不能通過(guò)透水石，達(dá)到通水并保護(hù)試樣的作用；

廢水室7位于下游透水石5后方，用于收集經(jīng)由試樣后透過(guò)透水石的攜帶離子的廢水；

出水口6連接外界與廢水室7，用于將廢水室7的含離子廢水及時(shí)排出，出水口6上設(shè)置了開(kāi)閉閥門(mén)，在試驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，要保持閥門(mén)打開(kāi)，保證廢水排出通暢，比至于返流回試樣室；

不透水底板8放置于缸體11的底部，不透水底板8為嚴(yán)格不透水材料制成，其上預(yù)留有用于放入上、下游透水石的卡槽，從而起到固定透水石以及土體試樣的作用；

橡膠墊2位于頂蓋4與缸體頂部之間，保證頂蓋4蓋嚴(yán)后的密封性；頂蓋4用于在安裝試樣結(jié)束后加蓋密封，頂蓋4上開(kāi)設(shè)了進(jìn)水口1。

本發(fā)明的工作過(guò)程：純水從進(jìn)水口1進(jìn)入純水室10，純水室10充滿純水后，為去除試樣室中土體離子提供純水以及滲透勢(shì)，純水室10的純水通過(guò)上游透水石9滲透進(jìn)試樣室3，滲透進(jìn)試樣室3的純水對(duì)試樣進(jìn)行可溶性離子的去除，試樣室3內(nèi)攜帶有可溶性離子的水通過(guò)下游透水石5滲透進(jìn)廢水室7，廢水室7的廢水通過(guò)出水口6排出，完成土體試樣中可溶性離子的去除。

本發(fā)明能夠有效去除土體試樣中可溶性化學(xué)離子，并保持試樣原有特征特性，占地較小，試驗(yàn)可控性較強(qiáng)，操作方便安全，具有良好的使用和推廣價(jià)值。