[发明专利]土柱水化学淋滤试验试样筒

说明书

技术领域

本发明涉及土壤水化学力学试验仪器技术领域，尤其涉及一种土柱水化学淋滤试 验试样筒，适用于土壤水化学淋滤试验，利用该装置开展土壤水化学淋滤试验，可取 得满足后续的土壤化学力学效应试验需要的不扰动试样，为岩土水化学作用机理及其 力学效应的系统研究提供技术装备支持。

背景技术

水化学作用常常是造成岩土损伤并引起地质灾害的重要因素之一，岩土力学与工 程普遍考虑化学作用势在必行，此方面的研究及其应用将为岩土力学的发展开创新的 方向，具有重要的理论意义。

岩土水化学作用机理及其力学效应是岩土力学与工程研究的前缘课题，土壤水化 学淋滤试验与经水化学淋滤土壤的力学特性试验是其中的两项基本研究内容，其研究 刚刚起步，尚缺乏岩土水化学作用机理及其力学效应研究的专用仪器设备，因此，用 于岩土水化学作用机理及其力学效应研究的专用仪器设备亟待研发。

土柱实验是研究土壤和地下水中污染物迁移转化规律和水文地球化学作用的重要 手段，已广泛应用于农业、林业、水利、环境等研究领域。刘茜等[刘茜等.海水入侵 过程中水-岩相互作用的土柱试验研究.海洋环境科学.2008，27(5)：443-446，457] 利用传统的化学淋滤试验装置，开展了土柱试验，模拟了海水入侵过程中可能发生的 水文地球化学作用。土柱试验所用试样筒较简单，仅包括有机玻璃管柱、塞子、定水 头管、滤网、玻璃弯管等部件。

不难看出，传统的化学淋滤试验装置极其简单，试样筒无内衬，也无均衡试液压 力以避免压力集中对土柱的破坏的部件，只能用于开展淋滤作用下土柱化学成分的变 化与迁移试验，无法得到满足后续的土柱化学力学效应试验需要的不扰动试样，经化 学淋滤的土样无法直接用于力学特性试验，因为，采用传统化学淋滤试验装置进行化 学淋滤试验后，只能在无任何保护的情况下直接将土样从试样筒中推出，将严重扰动 土样，甚至破坏土样，将直接影响土样力学特性试验成果的可靠性和完整性。传统的 化学淋滤试验装置，在试验压力梯度较大时，淋滤液压力集中易对土柱产生一定的冲 蚀破坏，影响试验成果的准确性。可见，传统的化学淋滤试验装置难以满足岩土水化 学作用机理及其力学效应的系统研究的需要，妨碍了土水化学作用机理及其力学效应 研究的进步。

因此，研发满足土壤水化学淋滤试验与经水化学淋滤的土样力学特性试验需要的 土柱水化学淋滤试验试样筒对于促进岩土化学学科的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决传统的化学淋滤试验装置无法为后续的土柱化学力学效应试 验提供不扰动试样和淋滤液压力集中易对土柱产生一定的冲蚀破坏的难题，提供了一 种土柱水化学淋滤试验试样筒。该土柱水化学淋滤试验试样筒结构简单、使用方便， 能用于开展土壤水化学淋滤试验，还可进一步为土柱化学力学效应试验提供不扰动试 样，为岩土水化学作用机理及其力学效应的系统研究提供技术装备支持。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种土柱水化学淋滤试验试样筒，它由左端板、右端板、圆柱筒、衬筒、左密封 圈、右密封圈、左多孔板、右多孔板、紧固螺杆、进液直通、出液直通、出液管、集 液瓶构成。

所述的圆柱筒为空心圆柱形筒体，内径为45～70mm，长100～130mm。衬筒为双 瓣式空心圆柱体，由二瓣半空心圆柱体组成，其内径为39～62mm，其外径较圆柱筒内 径小0.1mm，长78～124mm。衬筒紧贴圆柱筒的内壁内衬在圆柱筒内。左多孔板、右 多孔板分别紧贴衬筒的左、右两端部平放在圆柱筒内左、右两端。衬筒和左多孔板、 右多孔板围成一圆柱形空间，土柱安装在其中，土柱高度与衬筒长度相同。淋滤试验 完成后，可用专用的推样器将土样连同衬筒和左多孔板、右多孔板一起推出，掰开衬 筒，就可以取得完整的经淋滤的土样，这样可有效保护土样，不扰动土样。

所述的左端板和右端板分别在其右侧和左侧带有环形凹槽，左密封圈和右密封圈 分别内嵌在左端板和右端板的环形凹槽中。圆柱筒左右两端均制作成阶梯状，并分别 直接插在左端板和右端板的环形凹槽中，左端板和右端板通过紧固螺杆牢固连接。左 端板、右端板与圆柱筒，加之左密封圈和右密封圈，形成一封闭体系，进行土柱水化 学淋滤试验时，试样筒不会发生泄漏