[实用新型]监测地下水渗流、沉降的灌注一体室内试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于监测地下水渗流、沉降的灌注一体新型室内试验装置。

背景技术

地下水是一种十分宝贵的资源。随着中国城市化进程的加快，在地下水开采方面，我国地下水开采量平均以25亿立方米的速度增加，城市规模和地下空间资源利用率不断提高，引发了地下水的大量流失。发展地下水人工回灌可大大缓解这一问题，减少由于降水引起的地面大规模沉降和不均匀沉降，对保护地下水资源起到重要的作用。由于施工现场十分复杂，很多情况下需要进行室内试验模拟回灌，确定关键参数，以便指导实际工程。但是，在实际工程中进行的回灌试验往往用时长、价格高，且仅进行单一的回灌试验，缺少对各种变量的全方位测量和处理，缺少对降水、回灌的综合考虑。所以，通过室内模拟的试验手段研究降水与回灌共同作用对预期效果的影响是很有必要的，急需一种装置可以实现对具体工程灌注一体进行模拟。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题的出现，提供了一种可以用于监测地下水渗流、沉降的灌注一体新型室内试验装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种用于监测地下水渗流、沉降的灌注一体新型室内试验装置，包括一个可视化圆形模型筒，在所述的可视化圆形模型筒内插装有多个透水板，且多个透水板之间形成一个矩形土样箱，所述的矩形土样箱用于盛装土样，在所述的土样内插有与供水装置相连的回灌井和降水井，所述的回灌井和降水井可实现分层抽注水的功能，在所述的土样内埋设有与信息分析系统相连的孔隙水渗透压传感器、土压力传感器、位移传感器和水压计量仪；所述的透水板与圆形模型筒之间形成变水位水箱室，所述的变水位水箱室通过连接外部供水装置控制其水位的高低，模拟真实工况。

进一步的，所述的模型筒的圆形底座上表面呈规则凹凸状，用于嵌套上部的多层透水板；所述的透水板内贴细密纱布，以防止土粒进入水箱室。

进一步的，所述的多层透水板外侧有可读刻度，内侧有凸出的刻痕。

进一步的，在所述的矩形土样箱内依次设置不规则土层时，对其上下层土体进行隔离，下层土体设置好后将上部固定隔板拿下，进行设置上层土体，以模拟不同工况下地层情况。

进一步的，所述的水箱室外壁上标有刻度，所述水箱室通过供水管道连接水泵为其内部供水，水箱室底部设有排水口，排水口与排水管相连。

进一步的，所述的回灌井和降水井可以单独工作或共同工作，且回灌井和降水井的具体工作数量依据工况确定。

进一步的，所述的回灌井和降水井内包含多层抽注水管道，可进行同时或单独对潜水含水层或承压含水层进行抽注水。

进一步的，所述的孔隙水渗透压传感器用于测量土体内部渗透压，土压力传感器用于测量地层土压力，位移传感器用于测量地表位移，水位测量计用于观测地下水位，以实现对土体全方位、多层次进行监测。

进一步的，所述的孔隙水渗透压传感器和土压力传感器布置在不同土层内部，位移传感器布置在地层表面；均与信息分析系统相连。

进一步的，所述的水压计量仪插装在土样内，也与信息分析系统相连。

进一步的，所述的信息分析系统包括计算机和显示器，所述的计算机对孔隙水渗透压传感器、土压力传感器、位移传感器和水压计量仪采集的信号进行分析处理，且通过所述的显示器对处理后的信息进行显示，形成完成整套装置的数据分析和反馈处理。

进一步的，所述的模型筒一侧设有观测平台，可供一人进行观测。

应用上述装置实现监测地下水渗流、沉降，操作方法，包括以下几步：

1)依据试验需要设计矩形土样箱的大小，以及回灌井和降水井的数量，对透水板和圆形模型筒的圆形底座进行组装，并在透水板内贴细密纱布；

2)根据具体工况需要设置土层，利用固定隔板对其上下层土体进行隔离，下层土体设置好后将上部固定隔板拿下，进行上层土体的设置，在土层设置过程中安设孔隙水渗透压传感器和土压力传感器，最后布置位移传感器和水位测量计；且将孔隙水渗透压传感器、土压力传感器、位移传感器和水位测量计与信息分析系统相连；

3)安装回灌井、降水井，将水箱室、回灌井和降水井与供水装置相连；

4)调整流量计，控制水箱室的水位，设定好由工况确定的边界条件；

5)调整回灌井和降水井的高度和抽注水量；

6)每隔一定时间，计算机记录各项数据的变化并形成图表，分析试验结果。