[发明专利]检测防渗幕墙阻挡离子扩散效果的室内试验装置

说明书

技术领域

本发明属于环境土木工程领域，是一种用于在实验室内检测防渗幕墙（比如水泥膨润土）阻挡污染离子迁移效果的试验装置。

背景技术

目前，经济飞速发展带来的环境问题日益凸显，而城市垃圾的处理问题也愈来愈引起人们的关注。就目前而言，生活垃圾的处理方法主要有堆放、填埋、焚烧、堆肥四种，

其中填埋法由于其处理成本最低、终极化程度最高，在国内外已得到普遍采用。地质环境作为填埋工程的一个重要组成部分，对垃圾卫生填埋的效果起关键作用。许多填埋场的失效，多由于填埋场周边或底部岩土体不能有效地阻止渗滤液的浸出所致。经调查发现，多数自然地质条件不满足2013年建设部颁布的《生活垃圾卫生填埋技术规范》中的规定，“当天然基础层饱和渗透系数小于1.0×cm/s，且场底及四壁衬里的厚度不小于2m时，可采用天然黏土类衬里结构”。因此，如何做好防渗措施、进行人工防渗是卫生填埋的基础，也是防止垃圾二次污染、保护地质环境的重要环节。

根据填埋场防渗设施铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗。水平防渗是指防渗层水平方向布置，防止垃圾渗滤液向下渗透污染地下水。垂直防渗是指防渗层竖向布置，防止渗滤液向周围渗透污染地下水，防渗幕墙是垂直防渗的重要形式，主要是利用水泥浆液、粘土浆液或其他化学浆液，通过灌注压入、高压喷射或机械搅拌，将浆液和土颗粒胶结起来，改善地基土的物理和力学性质，增加密实度，达到防渗目的。但是由于其无法完全阻挡离子的迁移扩散，所以需要估算防渗幕墙的击穿时间及使用寿命。扩散参数的测定虽然在现场试验确定最为准确，但这样做会很费时间，基本无法做大量重复试验对比，而且会对环境造成污染，所以一般是通过实验室模型试验确定。现有的一些模型和方法都只是针对粘土幕墙的，主要是在实验室测定针对污染物（如离子）在粘土幕墙的扩散参数（如扩散系数），少数针对水泥土隔离幕墙的，幕墙的制作和试样过程中幕墙本身容易发生破坏（如产生裂缝），且取样测试也相当困难。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种检测防渗幕墙阻挡某些离子迁移效果的室内试验装置，由两块防渗幕墙将有机玻璃制成的长方形盒状箱体分隔成三个空仓，中间空仓放置人工配制的污染离子溶液，两侧空仓放置未污染的净土。通过模型试验来取得针对防渗幕墙的扩散系数等参数, 然后根据扩散-弥散方程来估算污染场地幕墙的击穿时间和使用年限，进而可评价污染场地的防渗幕墙隔离方法及其阻挡离子扩散的效果等。

本发明的目的实现由以下技术方案完成：

一种检测防渗幕墙阻挡离子扩散效果的室内试验装置，所述装置为长方形，由盒状箱体、防渗幕墙和有机玻璃多孔板组成，两块防渗幕墙垂直布置于盒状箱体内，将盒状箱体分割成三个空仓，即一个中间空仓和位于其两侧的空仓，所述中间空仓的容积与两则的空仓容积相等，位于两侧的空仓内分别放置八块有机玻璃多孔板，八块有机玻璃多孔板组成四对有机玻璃多孔板，每对有机玻璃多孔板之间的间隙处形成槽，所述槽的宽度为0.8－1.2cm；操作时，在两侧空仓的每对有机玻璃多孔板之间组成的槽内放置蒸馏水，两侧空仓的其余部位放置未污染的净土，在中间空仓内放置人工配制好的污染离子溶液，按照规定频率从槽内取样测定溶液的浓度。根据测得的数据，计算离子扩散参数,并确定满足一定设计年限下的防渗幕墙的厚度。

本发明中，所述防渗幕墙与长方形盒状箱体的侧板、底板之间连接无缝隙。

本发明中，所述有机玻璃多孔板上钻有小孔，所述小孔的开孔率达到40%以上。

本发明中，所述盒状箱体的底板和侧板均采用有机玻璃，便于从外界直接观测有色离子的扩散情况。

本发明中，所述和防渗幕墙粘结的多孔板四周最边缘的孔位置距板边缘2cm，保证有机玻璃多孔板与防渗幕墙之间有足够的粘结面积。

本发明的有益效果是：装置简便、实用、经济，制作简单，仅用几块有机玻璃板即可拼装成，而且可以同时测定污染物(如离子)通过两种不同防渗幕墙的扩散，并且解决了土中取样难的问题。由于有机玻璃是透明的，可以从外面直接观测某些有色离子的迁移扩散情况。价格低廉，类似盒子只要几百元左右的成本。试验过程中，只有扩散过程存在，没有渗流的干扰，测得的扩散系数是纯扩散系数，比较准确。

附图说明

图1为有机玻璃板制成的试验结构装置；

图2为放置防渗幕墙后的示意图；

图3为试验装置的平面图；

图4为有机玻璃多孔板的示意图。