[发明专利]研究细粒运移对钙质砂渗透性影响的试验装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土介质领域的钙质砂渗透技术，尤其涉及一种研究细粒运移对钙质砂渗透性影响的试验装置及其方法。

背景技术

钙质土，或称碳酸盐类土，通常是指包括海洋生物（珊瑚、海藻和贝壳等）的富含碳酸钙或其它碳酸盐类物质的特殊岩土介质。钙质土长期在碳酸盐溶液中，经物理、生物化学作用，其中包括有机碎屑及岩屑的破碎和胶结过程，经过一定的压力、温度和溶解的变化过程，而形成的一种碳酸盐沉积物。我们在钙质砂环境现场做有关渗透的工作时，发现细颗粒随渗透过程出现明显的运移流失情况，并影响着钙质砂土层的渗透特性，因此研究细颗粒对钙质砂渗透性影响及渗透期间细颗粒运移规律十分必要。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的问题，提供一种研究细粒运移对钙质砂透性影响的试验装置及其方法，以弄清钙质砂中细颗粒与渗透特性的关系。

一、研究细粒运移对钙质砂渗透性影响的试验装置（简称装置）：

本装置包括钙质土；

设置有渗透单元和采集单元；

渗透单元由水箱、排水管、定流桶、测压管、砂桶，出水管，流量桶和支架组成；

采集单元由三参数传感器、孔压计、数据采集器和电脑组成；

其位置和连接关系是：

支架放置在水平地面上；

流量桶放置在支架上；

砂桶放置在流量桶上；

定流桶放置在砂桶上；

出水管、测压管和排水管分别与流量桶、砂桶组和定流桶侧面连接；

电脑和数据采集器连接，三参数传感器和孔压计分别连接在数据采集器上并从砂桶侧壁插入钙质砂中，监测电导率、体积含水率、温度和孔压力的变化。

二、研究细粒运移对钙质砂渗透性影响的试验方法（简称使试验方法）

本方法包括下列步骤：

①将装置放置在水平地面上，检查各部件功能均能正常工作；

②将提前配好的钙质砂放入砂桶中压实；

③从出水口向流量桶内注水令水位逐渐缓慢升高，使得砂桶内钙质砂充分饱水；

④由水箱向定流桶内注水，开始渗透；

⑤每隔固定时间读取出水口排出的水的体积以及测压管水柱高度；

⑥待出水口固定时间出水量基本稳定后，停止步骤⑤的操作，继续渗透一段时间；

⑦停止渗透，将砂桶逐层拆下，将其中钙质砂烘干，颗分。

本发明具有下列的优点和积极效果：

①可以设置水头、细颗粒和孔隙率多个变量，能全面地对细颗粒、钙质砂渗透性影响及渗透期间细颗粒运移规律进行研究；

②操作简单，不需要太多繁琐步骤；

③适用于渗透试验研究和其他影响因素的试验。

附图说明

图1是本装置的结构方框图；

图2是本装置的结构示意图；

图3是渗透单元10的结构示意图；

图4是水箱11的结构示意图；

图5是定流桶13的结构示意图；

图6是砂桶组15的结构示意图；

图7是流量桶17的结构示意图；

图8是支架18的结构示意图；

图9是采集单元20的结构示意图。

图中：

00—钙质土；

10—渗透单元

11—水箱，

111—出水阀，112—进水口；

12—排水管；

13—定流桶，

131—出水孔，132—横杆，133—圆桶，134—法兰盘；

14—测压管；

15—砂桶组，

150—砂桶，151—栅格网，152—砂桶出水孔，153—上法兰盘，

154—圆筒，155—下法兰盘；

16—出水管；

17—流量桶，

171—出水孔，172—排气孔，173—滤网，174—法兰盘，175—圆桶；

18—支架，

181—出水管调节杆，182—测压管悬挂杆，183—固定杆，184—底座；

20—采集单元

21—三参数传感器；

22—孔压计；

23—数据采集器；

24—电脑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、装置

1、总体

如图1、2，本装置包括钙质土00；

设置有渗透单元10和采集单元20；