[发明专利]一种可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置

说明书

本发明公开了一种可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置：包括控温系统、可拆卸土柱柱体和电导率测量与数据采集系统；控温系统包括可控恒温装置、保温柱、温度传感器；可拆卸土柱柱体包括多节土柱、上端卡板、卡棍、下端卡板、取样口、土柱进液口、土柱出液口，每节土柱均设有独立的取样口，若干节土柱经法兰盘连接后通过肋板卡在上、下端卡板的卡槽内，上、下端卡板通过卡棍固定，土柱的底部和顶部分别设有进液口和出液口；电导率测量与数据采集系统中，四电极片设置在土柱内壁上，通过电极线与电导率数据采集系统相连。本发明能够在短期内实现不同环境温度下的土柱淋滤试验，试验后土样可分节完整取出，采用电导率分析试验结果更方便准确。

技术领域

本发明一种可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置，属于岩土工程试验技术领域。

背景技术

近年来，随着工业的快速发展，地下水受到不同程度的污染，严重影响生态环境的安全和健康。可渗透反应墙（PRB）可用于原位修复受污染的地下水，而土柱淋滤实验是研究PRB墙体材料的动态吸附性能的有效手段之一，能很大程度上客观的出反应流水状态下吸附材料对污染物质的吸附容量和阻滞能力，对环境风险评价具有重要的参考价值。而且，地下水中离子的迁移规律也是研究的热点与难点。

目前，实验室常规土柱淋滤试验装置存在以下问题：

（1）常规的土柱淋滤试验装置只能得到当前环境温度下的淋滤结果，不能够短期内得到不同环境温度下的淋滤结果；且淋滤环境的温度对吸附材料的吸附效果有极大的影响，当实验室温度与地下水环境实际温度差异过大时，会使试验数据失去代表性。

（2）常规的土柱淋滤试验装置获得溶质通过土柱的穿透曲线时，并未将直观的淋滤结果与其他参数结合进行分析，只单纯的研究淋滤液的浓度、体积等，需要消耗大量的样品来进行化学分析，在处理和分析过程中需要消耗大量的时间和精力；土柱的电导率受环境温度、溶质浓度等因素的影响较大，常规四电极片沿土柱内壁横向设置，四电极片的纵向与土柱的纵向垂直，每个电极片沿土柱纵向所处位置不同，接触到的溶质浓度就不同，因此很大程度上降低了电导率数据的准确性和可靠性。

（3）常规的土柱淋滤试验装置在淋滤试验结束后，土柱中土体试样的取出工作十分困难，难以获得淋滤后的土样结构，难以准确地对比土柱不同位置处的淋滤结果；同时由于长径比过大，土柱柱体的清理工作比较困难，会影响下一阶段的试验进程。

发明内容

本发明提供一种可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置，克服了现有技术存在的不足，提供了能在短期内实现不同环境温度的可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可控恒温可测电导率的新型土柱试验装置，包括控温系统、可拆卸土柱柱体和电导率测量与数据采集系统；控温系统用于向可拆卸土柱柱体提供可控的恒温环境；可拆卸土柱柱体包括多节土柱、上端卡板、卡棍、下端卡板、取样口、土柱进液口、土柱出液口；相邻的土柱之间通过法兰盘连接，每节土柱均设有独立的取样口，若干节土柱连接在一起后由其顶部和底部的肋板分别卡在上端卡板和下端卡板的卡槽内，上端卡板和下端卡板之间通过卡棍固定，土柱的底部设有土柱进液口，土柱的顶部设有土柱出液口；电导率测量与数据采集系统包括四电极片和温度及电导率数据采集系统，四电极片设置在土柱的内壁上，通过电极线与温度及电导率数据采集系统相连。

进一步，所述控温系统包括可控恒温装置、保温柱和温度传感器；保温柱为空心圆柱筒，保温柱的底端设有恒温液体进液口，顶端设有恒温液体出液口，保温柱柱体均匀分布有保温柱取样管出口，通过取样管与取样口相连通，保温柱柱体均匀分布有温度传感器，通过传感线与温度及电导率数据采集系统相连接，可控恒温装置通过保温管与保温柱相连通。

进一步，所述土柱为空心圆柱体，内径为30—200mm，单节长度为50—240mm。

进一步，所述可拆卸土柱柱体还包括布水板，布水板分别设置在所述土柱的顶端和底部。