[发明专利]上覆土层水-气两相迁移模拟测试装置及测试方法及其试验方法

权利要求书

1.一种上覆土层水-气两相迁移模拟测试方法，采用的上覆土层水-气两相迁移模拟测试装置包括箱体，其特征是：箱体底部带有底部进气腔，底部进气腔与气体输送装置连接，箱体中部带有土层隔层，土层隔层带有土样，箱体上部带有上部腔体和生态模拟装置，生态模拟装置包括雨淋机构、日照机构和循环风机构，所述雨淋机构能够从外部引水全方位覆盖向下淋在土样上，所述日照机构包括模拟阳光的照射灯具，所述循环风机构包括交错分开且不在同一水平位置的循环风入口和循环风出口，循环风入口与鼓风装置连接且设置于箱体侧壁上，循环风出口与外界导通且设置于箱体对向侧壁上，所述底部进气腔带有与外界导通的引水通道；所述箱体包括上部箱体、中间箱体和下部箱体，上部箱体、中间箱体和下部箱体之间可拆卸的密封连接，所述上部箱体外壁上环形固定分布有上法兰盘，所述下部箱体外壁上环形固定分布有下法兰盘，上法兰盘和下法兰盘采用螺栓拉紧连接，所述土层隔层设置于中间箱体处，中间箱体底部带有透气网格，所述中间箱体的内侧壁上带有模拟土体粗糙度的配合面，所述中间箱体上端设置有环形帽檐，环形帽檐内环面处带有密封圈，所述环形帽檐带有弧形向内倾斜的上表面；所述日照机构配置有控制器以控制日照机构每个时段的照射强度，所述雨淋机构配置有控制器以控制其降雨量和降雨持续时间，所述循环风机构配置有控制器以控制其风力强度和持续时间；所述上部腔体中设置有气体浓度传感器、温度传感器和湿度传感器，所述底部进气腔中设置有气体浓度传感器；所述上部箱体、中间箱体和下部箱体相互套接，套接处形成螺纹连接并设置密封圈保持密封；所述气体输送装置向底部进气腔引入的气体为甲烷和/或硫化氢；

测试方法包括以下步骤：

A．将中间箱体拆下，将中间箱体插入需要试验的自然状态土体中，以挖取自然土样；

B、将中间箱体分别与上部箱体和下部箱体连接并密封；

C、根据自然环境模拟需要开启雨淋机构、日照机构和循环风机构，模拟土体湿润、日照开裂、土样干燥的自然环境下会出现的土样状态；

D、封闭循环风入口、循环风出口以及引水通道，并且在不同土样状态下将气体通过气体输送装置输入到底部进气腔中，通过测试单位时间上部腔体的气体进入量计算其透气率；

所述引水通道与称量装置连接，称量装置称取单位时间的出水量以测算透水率，引水通道与输水装置连接，输水装置输入水并占据整个底部进气腔，并根据地下水水压模拟地下水压力，通过地下水向上渗透的量和持续的时间测试地下水在不同土样状态下向上透水的临界值。