[发明专利]用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统

说明书

技术领域

本发明涉及地下工程领域，尤其涉及一种用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统。

背景技术

目前随着经济的快速发展，城市对地下工程的需求越来越大，例如就北京而言地下工程在城市基础设置建设中绝对处于领先地位，大量的地铁工程建设能够有效缓解大城市地面交通拥堵的问题。然而由于地下资源的日益紧张，越来越多的地下工程将在深埋条件下进行建设，或是在特殊的地层中进行建设，而这势必将遇到诸多工程问题，例如地层自稳能力较差、深埋工程的承压水等问题，相关资料显示实际工程中出现事故的项目大多数与地下水有关，本领域技术人员公认地下水问题是地下工程中最重要的问题。因此要研究解决与地下水有关的工程问题，不可避免的需要进行模拟实验，可以说模拟试验成败的关键是土层模拟仿真的真实度，这其中对地下水的模拟是很重要的一部分内容。

国内外在地下工程模拟实验方面的研究也日益增多，如日本的东京大学、京都大学等；美国的西北大学、斯坦福大学；德国的柏林大学、慕尼黑大学；另外俄罗斯、英国也有相关的研究项目。国内从事相关方面研究的机构主要集中在水利部门、煤炭部门，此外，清华大学、中国矿业大学、东北大学、中南工业大学等也开展相关研究并建立了实验室及相关设备。如中国水利水电科学院自己研发的平板型注浆实验平台；中国矿业大学设计的注浆试验台；东北大学研制的槽型反扁圆柱状试验台等。

目前的模拟实验往往是在静水条件下模拟的，但实际工程中往往都涉及到动水问题，而无论哪个研究机构的实验设备，都无法真实模拟地下环境，更不能够模拟地下水环境以及渗水环境，这大大降低了相关研究的可信度，压缩了相关研究的范围，因此，尤其十分有必要针对动水渗流环境做相关模拟实验。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种至少能够模拟静水环境和动水环境的用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统，包括进水装置和排水装置，进水装置包括多个至少部分埋设于岩土地层中的注水管，进水装置通过注水管将水注入岩土地层，排水装置包括多个至少部分埋设于岩土地层中的排水管，排水装置通过排水管将岩土地层中的水抽出。

根据本发明，还包括净化循环装置，净化循环装置连接在进水装置的进水口和排水装置的出水口之间，以将排水装置从岩土地层抽出的水去除岩土后送入进水装置中循环使用。

根据本发明，净化循环装置包括沉淀池、蓄水池、蓄水池抽水泵，沉淀池连通于排水装置的出水口以接收排水装置从岩土地层中抽出的水，蓄水池顶部与沉淀池连通以供在沉淀池中沉淀后的水溢流进入蓄水池，蓄水池抽水泵连通在蓄水池和进水装置的进水口之间以将蓄水池中的水送入进水装置。

根据本发明，注水管的出水端向下倾斜伸出，排水管的进水端向下倾斜伸出。

根据本发明，注水管具有依次连接的第一水平管段和第一圆弧管段，注水管的出水端连接于第一圆弧管段，第一圆弧管段的圆心角等于25～35°，半径为100～300mm；排水管具有依次连接的第二水平管段和第二圆弧管段，排水管的进水端连接于第二圆弧管段，第二圆弧管段的圆心角等于25～35°,半径为100～300mm。

根据本发明，在排水管的进水端包裹有滤网。

根据本发明，多个注水管呈矩阵式排列，并且同一行中的注水管等间距布置，同一列中的注水管等间距布置；多个排水管呈矩阵式排列，并且同一行中的排水管等间距布置，同一列中的排水管等间距布置。

根据本发明，进水装置还包括多个进水支管、进水总管以及增压泵，多个进水支管沿竖直方向上下排列并分别对应于一行注水管，位于同一行的注水管均与同一个进水支管连通，进水总管的多个出水口与多个进水支管一一对应地连通，进水总管的进水口与增压泵的出水口连通，增压泵的进水口构成进水装置的进水口；排水装置还包括多个出水支管、出水总管以及排水抽水泵，多个出水支管沿竖直方向上下排列并分别对应于一行注水管，位于同一行的排水管均与同一个出水支管连通，出水总管的多个进水口与多个出水支管一一对应地连通，出水总管的进水口与排水抽水泵的出水口连通，排水抽水泵的出水口构成排水装置的出水口。

根据本发明，进水总管上设置有第一压力表、第一流量计和第一阀门，出水总管上设置有第二压力表、第二流量计和第二阀门。

根据本发明，排水管和出水支管埋设在岩土地层中，注水管和进水支管埋设在岩土地层中。

(三)有益效果