[发明专利]一种基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法

权利要求书

1.一种基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)分析测试地块的水文地质资料：所述水文地质资料包括土层岩性特性、地下水文特性，确定目标测试土层及抽提土层深度；

2)建井：在土壤包气带建立抽提井和监测井，包括如下步骤：

a.定位：抽提井布设1口，在以抽提井为圆心的圆周方向上均匀布设若干口监测井，且各监测井距抽提井的径向距离不同；

b.钻孔：抽提井和监测井的建立均采用机械钻机钻孔，所述抽提井和监测井的孔径、孔深相同，所述孔深大于抽提土层的埋深；

c.安装井管：井管由白管和筛管组成，从上至下依次为白管、筛管、白管，白管与筛管固定连接并相互连通，筛管外壁包裹有细纱网；抽提井内安装一根井管，所述井管的中心与钻孔中心线重叠，长度与抽提井的深度一致，根据抽提土层深度设置筛管的长度及位置；监测井采用簇井结构，即一个钻孔内并列且等距安装多根井管，所述监测井内的各井管的管径、筛管的长度相同，井管的数量根据土层属性分布设置，各井管的长度不大于各目标测试土层的埋深，筛管分别位于目标测试土层内，以确保土层的代表性；

d.装填滤料和封井材料：抽提井和监测井均采用洁净的石英砂作为滤料，采用膨润土及膨润土浆作为封井材料；所述滤料至少覆盖筛管的长度，所述膨润土填充在滤料层上，所述膨润土泥浆填充在膨润土上，一直填充至另一根井管的筛管底部或与地面平齐，确保有效阻隔水流和气流；

e.砌筑井台：井口处使用混凝土固定井管，混凝土浇筑一直从地面到膨润土泥浆回填上部；

3)设备连接：通过钢丝软管或者PVC管将抽提井的井管与真空泵连接，并在抽提井和监测井内的各井管的管头安装有气压表，在抽提井的井管的管头安装有气体流量计；

4)气相抽提与气流监测：开启真空泵，使待测区土体内产生负压，驱动土壤间隙内气体流动，一定时间后，气流达到稳定状态，抽提井内的井管的气体表、气体流量计读数基本保持不变，记录抽提井内的井管气压表、气体流量计读数以及各监测井内井管的气压表读数；

5)土壤透气率计算：根据下式计算不同距离不同深度的土层土壤监测点位的土壤透气率：

式中：K_a为土壤透气率，量纲为m²；Q_v为抽提井内井管的气体流量，量纲为m³/s；μ_a为空气粘滞系数，量纲为Pa·s，取1.83×10^-5Pa·s；b为抽提井内井管的筛管长度，即抽提土层厚度，量纲为m；R₁为抽提井内井管的内半径，量纲为m；R₂为监测井中心距抽提井中心的距离，量纲为m；P₁为抽提井内井管的绝对气体压力，量纲为Pa；P₂为距离抽提井R₂点位处监测井内井管的绝对气体压力，量纲为Pa。

2.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述土层岩性特性至少包括土层属性分布、土层的层底埋深、粒径分布，所述地下水文特性至少包括地下水类型、埋深、地下水渗透系数。

3.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述抽提井和监测井的孔径不小于200mm。

4.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述井管采用PVC材质，所述白管与筛管之间采用螺纹或者管套连接，所述筛管预先由激光切割滤缝，滤缝宽度为0.5mm。

5.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述抽提井井内井管的管径为63mm以上。

6.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述监测井内的各井管的管径不超过50mm，井管与井管之间、井管与孔壁之间距离不小于10mm。

7.根据权利要求1所述基于簇井的土壤透气率真空抽提分层测试方法，其特征在于，所述监测井内的各井管的的筛管长度为100-200mm。