一種土工合成材料淤堵特性測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種土工合成材料淤堵特性測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]土工合成材料的反濾性能在防洪減災(zāi)、圍海造陸、跨流域遠(yuǎn)距離調(diào)水、環(huán)境保護(hù)和城市建設(shè)等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為保證水能流暢通過(guò)土工織物，但被保護(hù)土的骨架顆粒不流失，且開(kāi)孔不被泥沙堵塞，土工織物反濾設(shè)計(jì)需滿足保土、透水和防淤堵三個(gè)準(zhǔn)則。尤其在城市垃圾填埋廠當(dāng)中，垃圾產(chǎn)生的滲濾液成分非常復(fù)雜、溫度較高，在導(dǎo)排層和垃圾之間的土工合成材料很容易發(fā)生淤堵，一旦淤堵，填埋場(chǎng)水位上升。實(shí)際工程中發(fā)現(xiàn)填埋場(chǎng)導(dǎo)排系統(tǒng)常被一些沉淀物充填，造成孔隙體積減小甚至堵塞，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的導(dǎo)排功能。導(dǎo)排系統(tǒng)淤堵將導(dǎo)致填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液水位升高，使底部襯墊層上的水頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，同時(shí)對(duì)填埋場(chǎng)穩(wěn)定造成威脅。
[0003]淤堵必將導(dǎo)致滲濾液水位過(guò)高，而過(guò)高的滲濾液水位會(huì)加劇滲濾液滲尿，污染地下水源，影響垃圾堆體的穩(wěn)定，延遲填埋場(chǎng)穩(wěn)定化進(jìn)程，減少土工膜的使用壽命，阻礙氣體收集，這些都使填埋場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境造成污染的可能性大大增加。為保證垃圾填埋場(chǎng)衛(wèi)生、安全地運(yùn)行以及盡可能減少對(duì)周邊環(huán)境的污染，應(yīng)減少及延遲填埋場(chǎng)淤堵，進(jìn)而降低填埋場(chǎng)內(nèi)的滲濾液水頭，為此，除在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)外，對(duì)已經(jīng)發(fā)生淤堵的填埋場(chǎng)還應(yīng)進(jìn)行整治。因此，針對(duì)導(dǎo)排系統(tǒng)淤堵現(xiàn)狀，通過(guò)淤堵實(shí)驗(yàn)研究滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)的淤堵機(jī)理，改善其現(xiàn)有的導(dǎo)排效率，進(jìn)而控制填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液水位，具有重要的意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中使用的測(cè)量土工織物滲透率及淤堵特性的實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法進(jìn)行土工布在受壓條件下的淤堵實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)際工程運(yùn)用中的土工布，往往要承受各種土體的壓力，在承壓情況下土工布的厚度會(huì)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致孔徑和滲透系數(shù)會(huì)發(fā)生較大變化，使得該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行淤堵實(shí)驗(yàn)而獲得梯度比、試樣中含土量與實(shí)際應(yīng)用中的土工布具有較大差距，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土工布的淤堵特性。同時(shí)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置造成實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，土工布與裝置接觸部位容易產(chǎn)生滲漏，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大，裝置可靠性比較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種土工合成材料淤堵特性測(cè)試裝置，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法進(jìn)行土工布在受壓條件下的淤堵實(shí)驗(yàn)的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在淤堵實(shí)驗(yàn)中，對(duì)織物試樣施加設(shè)定的壓力，能準(zhǔn)確獲得梯度比及試樣中含土量，具有能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)織物試樣淤堵特性的技術(shù)效果。
[0006]本實(shí)用新型提供的一種土工合成材料淤堵特性測(cè)試裝置，用于土工織物在承壓狀態(tài)下的淤堵實(shí)驗(yàn)，所述測(cè)試裝置包括:底座、支撐筒、支撐板、滲透筒、水頭升降機(jī)構(gòu)、加壓裝置及測(cè)壓組件；所述支撐筒內(nèi)部設(shè)置通孔，底部密封固定在所述底座的頂板上；所述頂板對(duì)應(yīng)所述支撐筒通孔位置設(shè)置泄水口 ；所述支撐筒徑向設(shè)置排水口及第一檢測(cè)孔；所述支撐板密封固定在所述支撐筒的頂部，所述支撐板設(shè)置多個(gè)通孔；所述滲透筒密封固定在所述支撐板上，所述滲透筒徑向開(kāi)設(shè)五個(gè)檢測(cè)孔；所述測(cè)壓組件用于檢測(cè)第一檢測(cè)孔與所述五個(gè)檢測(cè)孔之間的五個(gè)水壓差值；所述水頭升降機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水箱；所述進(jìn)水箱連通一根出水管；所述出水管的第一支管連通所述支撐筒的排水口 ；所述第一支管上設(shè)置第二支管，所述第二支管連通一個(gè)溢水箱；所述水頭升降機(jī)構(gòu)能上下移動(dòng)所述進(jìn)水箱；所述加壓裝置用于對(duì)所述滲透筒內(nèi)的實(shí)驗(yàn)土樣進(jìn)行施壓。
[0007]作為優(yōu)選，所述滲透筒徑向開(kāi)設(shè)的五個(gè)檢測(cè)孔包括:第二檢測(cè)孔、第三檢測(cè)孔、第四檢測(cè)孔、第五檢測(cè)孔及第六檢測(cè)孔；所述第二檢測(cè)孔與第三檢測(cè)孔關(guān)于所述滲透筒軸心對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述第四檢測(cè)孔與第五檢測(cè)孔關(guān)于所述滲透筒軸心對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述第六檢測(cè)孔的高度高于所述第四檢測(cè)孔；所述第四檢測(cè)孔的高度高于所述第二檢測(cè)孔；
[0008]所述測(cè)壓組件包括:第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)；所述第一水位計(jì)通過(guò)管路連通第一檢測(cè)孔；所述第二水位計(jì)通過(guò)管路連通第二檢測(cè)孔；所述第三水位計(jì)通過(guò)管路連通第三檢測(cè)孔；所述第四水位計(jì)通過(guò)管路連通第四檢測(cè)孔；所述第五水位計(jì)通過(guò)管路連通第五檢測(cè)孔；所述第六水位計(jì)通過(guò)管路連通第六檢測(cè)孔；
[0009]所述第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)上設(shè)置水位刻度，所述水位刻度的最小刻度為1mm。
[0010]作為優(yōu)選，所述測(cè)試裝置還包括立板；所述立板垂直固定在所述底座上；所述第一水位計(jì)、第二水位計(jì)、第三水位計(jì)、第四水位計(jì)、第五水位計(jì)及第六水位計(jì)豎直固定在所述立板上。
[0011]作為優(yōu)選，所述加壓裝置包括:加壓氣缸及加壓活塞；所述加壓活塞與所述滲透筒配合，所述加壓氣缸推動(dòng)所述加壓活塞豎直向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)所述滲透筒內(nèi)的實(shí)驗(yàn)土樣進(jìn)行施壓；所述加壓活塞上設(shè)置進(jìn)水口及排氣口 ；所述出水管的第三支管連通所述進(jìn)水P ；
[0012]所述加壓活塞包括:頂板、底板及側(cè)壁，所述頂板上設(shè)置進(jìn)水口及排氣口，所述底板及側(cè)壁開(kāi)設(shè)多個(gè)孔；所述加壓活塞的內(nèi)部設(shè)置空腔，所述空腔與所述進(jìn)水口及排氣口連通；
[0013]所述頂板及底板的直徑與所述滲透筒的內(nèi)徑相同；所述頂板圓周套設(shè)第一密封圈；所述密封圈將所述加壓活塞與滲透筒內(nèi)壁密封。
[0014]作為優(yōu)選，所述加壓裝置還包括:空壓機(jī)、多根支撐柱及橫板；所述多根支撐柱底部固定在所述底座上；所述橫板固定在所述多根支撐柱的頂部；
[0015]所述加壓氣缸固定在所述橫板上；所述空壓機(jī)通過(guò)進(jìn)氣管道和出氣管道與所述加壓氣缸連接；所述進(jìn)氣管道上設(shè)置進(jìn)氣閥；所述出氣管道上設(shè)置出氣閥。
[0016]作為優(yōu)選，所述支撐板為方形平板，頂面的中心位置設(shè)置第一圓形凸臺(tái)，底面對(duì)應(yīng)設(shè)置第二圓形凸臺(tái)，所述第一圓形凸臺(tái)與第二圓形凸臺(tái)的直徑與所述滲透筒的內(nèi)徑及支撐筒的內(nèi)經(jīng)相同；所述第一圓形凸臺(tái)與第二圓形凸臺(tái)上設(shè)置多個(gè)通孔；
[0017]所述第一圓形凸臺(tái)的圓周上套設(shè)第二密封圈；所述第二圓形凸臺(tái)的圓周上套設(shè)第三密封圈；所述第二密封圈將所述第一圓形凸臺(tái)與滲透筒內(nèi)壁密封；所述第三密封圈將所述第二圓形凸臺(tái)與支撐筒內(nèi)壁密封；
[0018]其中，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將圓形的篩網(wǎng)及織物試樣放置在所述第一圓形凸臺(tái)上；所述篩網(wǎng)及織物試樣的直徑與所述第一圓形凸臺(tái)的直徑相同；再將實(shí)驗(yàn)土樣壓緊密實(shí)在所述織物試樣上。
[0019]作為優(yōu)選，所述水頭升降機(jī)構(gòu)還包括:進(jìn)水管、溢水管、立桿、鏈條及升降手輪；
[0020]所述立桿固定在所述底座上；所述立桿的頂部和底部各設(shè)置一個(gè)定滑輪；所述鏈條套設(shè)在所述兩個(gè)定滑輪上；所述升降手輪固定在所述立桿上，與所述鏈條通過(guò)齒輪嚙合；所述進(jìn)水箱固定在所述鏈條上；轉(zhuǎn)動(dòng)所述升降手輪帶動(dòng)所述鏈條傳動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述進(jìn)水箱的上下移動(dòng)；
[0021]所述進(jìn)水箱連通進(jìn)水管；所述進(jìn)水管連通實(shí)驗(yàn)水源；所述進(jìn)水箱連通溢水管。
[0022]作為優(yōu)選，所述出水管與第一支管通過(guò)第一三通管連通，所述第一三通管與所述第三支管連通；所述第一支管上設(shè)置第一開(kāi)關(guān)閥；所述第三支管上設(shè)置第三開(kāi)關(guān)閥；所述第一支管連通第二三通管；所述第二三通管連通所述支撐筒的排水口 ；所述第二三通管連通第二支管；所述第二支管連通所述溢水箱；所述第二支管上設(shè)置第二開(kāi)關(guān)閥；
[0023]所述溢水箱上設(shè)置第二溢水管；
[0024]所述底座頂板的泄水口連通泄水管；所述泄水管上設(shè)置第四開(kāi)關(guān)閥；
[0025]作為優(yōu)選，所述測(cè)試裝置還包括:處理單元、稱(chēng)重儀、壓力傳感器及測(cè)量模塊；
[0026]所述稱(chēng)重儀用于稱(chēng)量所述溢水箱內(nèi)排出的實(shí)驗(yàn)液體；所述稱(chēng)重儀通過(guò)邏輯電路與所述處理單元連通；所述稱(chēng)重儀將稱(chēng)量獲得的所述實(shí)驗(yàn)液體重量值轉(zhuǎn)換成重量信息并發(fā)送至所述處理單元；
[0027]所述壓力傳感器通過(guò)邏輯電路與所述處理單元連通，所述壓力傳感器檢測(cè)所述加壓裝置中的壓力值，并將所述壓力值轉(zhuǎn)換成壓力信息發(fā)送至所述處理單元；
[0028]所述測(cè)量模塊通過(guò)邏輯電路與所述處理單元連通，所述測(cè)量模塊將所述五個(gè)水壓差值轉(zhuǎn)換成壓差信息，所述測(cè)量模塊將所述壓差信息發(fā)送至所述處理單元；
[0029]所述處理單元能根據(jù)所述重量信息、壓力信息及壓差信息通過(guò)梯度比公式求取織物試樣的梯度比。
[0030]本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0031 ] 該測(cè)試裝置通過(guò)設(shè)置加壓裝置，能對(duì)放置在滲透筒內(nèi)的試樣土樣及土工織物試樣施加設(shè)定的壓力，實(shí)現(xiàn)了工程實(shí)際中土工布受壓狀態(tài)的模擬。通過(guò)設(shè)置水頭升降機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)中的進(jìn)水筒的高度能上下調(diào)節(jié)，滿足淤堵實(shí)驗(yàn)及滲透實(shí)驗(yàn)中對(duì)不同水力梯度的要求。通過(guò)設(shè)置滲透筒、中間設(shè)置多個(gè)通孔的支撐板及支撐筒的結(jié)構(gòu)，能避免土工布與滲透筒及支撐板的接觸部位產(chǎn)生滲漏，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)