[发明专利]一种可原位测试土体pH值的环境探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种可现场测试土体pH值的环境探头，属于岩土工程和环境工程领域中一种能够检测地下土体酸碱性的静力触探装置。

背景技术

随着经济的快速发展，城市化和工业化进程的加快，场地土污染越来越严重，我们赖以生存的岩土圈环境日益恶化，环境岩土工程问题已成为我国岩土工程和环境工程工作者重要的研究课题。由于酸雨的浸入，土体的酸碱度会发生变化。一般的土体的酸碱度都通过现场取样，在实验室采取pH仪或酸度计来测定土样的pH值，也可用“广范试纸比色法”简易测定土的pH值。这样此方法由于取样的扰动，往往测试值失真，再者运输土样过程中由于水分的丧失，势必对土体中离子含量造成影响。目前国外的土体的酸碱度现场测试，通过安装于静力触探表面的pH计测定。其最大的缺陷在于土中的孔隙水挤入测试腔，存在孔压消散的过程。这一过程对于诸如粘土之类的低渗透性土体而言难以测试到准确的pH值实现，此外pH计每次读数后均必须进行清洗。而且pH计易产生磨损破坏。本发明将pH计安装于测定测摩阻力传感器的后部凹槽中，探头贯入过程中孔隙水在凹槽处形成涡流，可以使得pH计连续测定土体孔隙液酸碱度，并有效地保护仪器免受磨损。连续的pH值剖面能够有效地判定受污染时pH值存在敏感变化的土体污染，并精确判断确认其正在发生化学反应。

本发明基于常规的孔压静力触探探头，提出了一种可以方便、快捷、测试成本低廉的原位测试pH值的仪器，为地下土体酸碱性评价提供快捷有效的测试参数。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是针对国内无法进行土体酸碱性的原位评价，提出一种可用于环境领域的可测试土体pH值的环境孔压静力触探探头。利用该探头能够有效地判定受污染时pH值存在敏感变化的土体污染，并精确判断确认其正在发生化学反应。

技术方案：本发明的可测土体pH值的环境孔压静力触探探头，其探头内的上部设有pH值测试腔和pH值计；探头的下部设有测斜仪和三分量地震检波器，在三分量地震检波器的下部设有温度传感器，在温度传感器的下部是摩擦筒，在摩擦筒的下方连接有探头，孔压过滤环位于摩擦筒与探头的连接处，触探探头与探杆直径相同，该探头探头上部连接探杆。

圆锥探头的锥角为60°，锥底截面积为10 cm²，摩擦筒表面积为150 cm²。

孔压过滤环厚度为5 mm，探头有效面积比为0.8。

三分量地震检波器：固有频率100HZ/60HZ，灵敏度104mV／kine，阻抗215Ω。

测斜仪：顶角测量范围：0°～15°；精度：±0.1°；顶角分辨率：0.01°；

pH值计的pH量程范围：0-14；水分范围：1-8%；pH测试精度：±0.2；水分精度：±1%；环境温度：5-50℃。

有益效果：本发明解决了国内现有的单双桥静探技术不能检测地下土体pH值的缺陷，能有效评价土体的酸碱度，从而判断土体中污染物的存在与否及其种类。

附图说明

图1是本发明的元件装置图；

其中有：探头1、孔压过滤环2、摩擦筒3、温度传感器4、三分量地震检波器5、测斜仪6、pH值计7、pH值测试腔8、探杆9。

具体实施方式

本发明可测试土体pH值的环境孔压静力触探探头包括：

在该探头内的上部设有pH值测试腔8和pH值计7；探头的下部设有测斜仪6和三分量地震检波器5，在三分量地震检波器5的下部设有温度传感器4，在温度传感器4的下部是摩擦筒3，在摩擦筒3的下方连接有探头1，孔压过滤环2位于摩擦筒3与探头1的连接处，触探探头与探杆9直径相同，该探头探头上部连接探杆9。圆锥探头1的锥角为60°，锥底截面积为10 cm²，摩擦筒3表面积为150 cm²。

本发明的可测试土体pH值的环境孔压静力触探探头上部连接探杆，探头与探杆连接部位设有pH值测试腔和pH值计，探头贯入过程中孔隙水在凹槽处形成涡流，可以使得pH计连续测定土体孔隙水酸碱度，并有效地保护仪器免受磨损。探头下半段的下部设有测斜仪和三分量地震检波器，在三分量地震检波器的下部设有温度传感器，在摩擦筒的下方连接有探头，孔压过滤环位于摩擦筒与探头的连接处。

孔压过滤环2厚度为5 mm，探头有效面积比为0.8。三分量地震检波器5：固有频率100HZ/60HZ，灵敏度104mV／kine，阻抗215Ω。