[发明专利]一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，特别涉及污染泥土孔隙率及渗透率试验装置及其测试方法。

背景技术

2014年4月发布的《全国土壤污染状况调查公报》(简称《公报》)公布了首次全国土壤普查结果。《公报》指出，我国“部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。”土壤污染来源广泛，大气污染物沉降、工业废水和生活污水排放、农药化肥施用等都可能造成土壤的污染。而其中，尤以生活垃圾、废弃矿渣、污泥淤泥等污染泥土的任意堆放、不恰当处理等造成的土壤污染最为突出。

污染泥土的污染途径多，危害对象广，涉及领域宽，污染泥土带来的环境危害和健康影响已成为国际社会关注的焦点。污染泥土安全处理与资源化利用涉及资源、能源的可持续发展，直接关系国民经济和社会发展，我国已将污染泥土处置作为“十二五”规划的重点整治对象。

孔隙率和渗透率是污染土体重要的工程性质指标。孔隙率是表征污染泥土孔径分布的一个宏观指标，是应力状态、屈服状态和应力水平等影响因素的最终反映，孔隙率是影响多孔介质内流体传输性能的重要参数，渗透率是描述污染泥土中污染物迁移的基本参数。

但目前，有关污染泥土的专利较少，大部分是关于污染泥土现场处置或资源化处理利用，而关于污染泥土的室内测试技术和方法的报道较少，且尚无仪器设备用于测定污染泥土的孔隙率及渗透率，因此亟需研制一种能测定污染泥土孔隙率及渗透率的试验装置以填补空缺。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种污染泥土孔隙率及渗透率的试验装置及其测试方法。

本发明采用的技术方案是：

一种污染泥土孔隙率及渗透率试验装置，包括：框架、加压气缸、气体质量流量计、位移传感器、试样筒、六通阀及供气装置；所述加压气缸包括：缸体及活塞杆；所述缸体竖直固定在所述框架的顶部；所述活塞杆端部的活塞头连通出气管；所述出气管上设置气体质量流量计；所述活塞杆上设置位移传感器；所述试样筒设置在所述活塞杆下方，所述试样筒的轴线与所述活塞杆的轴线重合；所述试样筒通过固定座固定在框架的底部，试样筒与固定座螺纹固连，固定座通过螺栓固定在框架的底面，所述试样筒底部连通进气管；所述进气管与排气管、第一接管的一端通过三通相连；所述排气管上设置有排气管阀门；所述第一接管的另一端与所述六通阀的第一阀口相连；所述六通阀的第二阀口与所述压力传感器连通；所述六通阀的第三阀口通过第二接管与气体标准室相连；所述六通阀的第四阀口通过第一输气管连通供气装置；所述第一输气管上设置有第一调压阀。

作为优选，所述试验装置还包括气缸驱动装置，所述气缸驱动装置包括:高纯氮气瓶、第二调压阀及电磁阀；所述高纯氮气瓶通过第二输气管与所述缸体的气室连通；所述第二调压阀设置在所述第二输气管上；所述电磁阀设置在所述的第二调压阀与所述缸体之间。

作为优选，所述试验装置还包括电控箱；所述电控箱包括：第一调节旋钮、第二调节旋钮、第三调节旋钮、处理器及显示屏；所述第一调节旋钮通过逻辑电路与所述第一调压阀连通；所述第二调节旋钮通过逻辑电路与所述第二调压阀连通；所述第三调节旋钮通过逻辑电路与所述流量调节阀连通；所述处理器通过逻辑电路与所述位移传感器、压力传感器及气体质量流量计连通；所述显示屏与所述处理器连通，用于显示所述第一处理单元以及第二处理单元的输出信息；

所述处理器包括：第一处理单元及第二处理单元；所述第一处理单元接收所述位移传感器的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第一处理单元接收所述压力传感器获得的第一设定值信息及所述试验后的压力值信息；运用波义耳定律生成所述试样的孔隙体积信息；根据所述试样的总体积信息及所述试样的孔隙体积信息生成所述孔隙率的值信息；

所述第二处理单元接收所述位移传感器的位移信息，生成所述试样的长度信息；所述第二处理单元接收所述压力传感器获得的第二设定值信息及所述气体质量流量计获得的所述流量值信息；所述第二处理单元根据所述试样的长度信息及截面积信息、所述出气管内压力值信息、气体粘滞系数信息、所述第二设定值信息及所述流量值信息，运用所述渗透率计算公式生成所述试样的渗透率值信息。

所述一种污染泥土孔隙率及渗透率测试方法包括如下步骤：

S1：按照设计的试验方案制备试样，充分拌匀；

S2：在所述试样筒内壁涂抹一层凡士林，将试样分层填装到所述试样筒内，调节第二调节旋钮使所述加压气缸将试样压紧密实；

S3：通过所述位移传感器测定所述活塞杆压下的位移值；