[发明专利]模拟污染物在竖向阻隔墙内运移的超重力模型试验方法

权利要求书

1.模拟污染物在竖向阻隔墙内运移的超重力模型试验方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：将卡槽安装于模型箱侧壁，再安插多孔挡板，将模型箱隔构出上游区域、填土区域、下游区域，并在上游区域和下游区域安装支撑架；

步骤2：在多孔挡板之间铺设干膨润土，再制备弱透水层；

(1)在去离子水中缓慢添加膨润土，静置水化24小时，获得膨润土泥浆；两者的质量比例，去离子水：膨润土＝5:95；

(2)将标准砂与干膨润土拌和30分钟，准备8份这样的干燥土样；两者的质量比例，标准砂：干膨润土＝80:18.95；

(3)每份干燥土样与膨润土泥浆混合搅拌30分钟，获得弱透水层填料；两者的质量比例，干燥土样：膨润土泥浆＝100:21.05；

(4)在填土区底部先铺设一层厚度为10mm的干膨润土，并用喷壶喷湿表面；

(5)往填土区倒入弱透水层填料，再使用自制击实锤将填料击实，并用喷壶喷湿表面，重述上述步骤直到弱透水层填料到达制墙模板卡槽底部；

步骤3：将制墙模板插入模型箱中部的两个卡槽，形成成墙区，为了土-膨润土阻隔墙与模型箱侧壁的密闭性，在成墙区与模型箱壁连接位置，插入挡条，倒入干膨润土，形成2cm的膨润土条；

(1)在去离子水中缓慢添加干膨润土，静置水化24小时，获得膨润土泥浆；质量比，去离子水：膨润土＝95:5；

(2)将福建标准砂与干膨润土拌和30分钟，制得干燥土样；质量比，干膨润土：福建标准砂＝3:95；

(3)干燥土样与膨润土泥浆混合搅拌30分钟，质量比例，干燥土样：膨润土泥浆＝98:40；再进行塌落度测试，当土样塌落度小于125mm时，继续加去离子水拌和，直到塌落度大于125mm，获得土-膨润土阻隔墙填料；

步骤4：在制墙模板和多孔挡板间填筑标准砂作为含水砂层，并埋设土压力计、孔压计、电导率传感器；

步骤5：先拔出挡条，再拔出制墙模板，模板拔出过程中阻隔墙填料会填充原先模板占据的空间而下沉，需要及时补充填料；将导流装置对准制墙区，使导板插入卡槽，用螺栓将导流装置固定在模型箱上，往导流槽中添加阻隔墙填料，在导流槽顶部架设LVDT位移传感器；

步骤6：在上游区域、下游区域加入去离子水，将整个装置调入到离心机中，启动离心机，对模型进行离心固结，LVDT位移传感器、土压力计、孔压计监测固结完成情况；

步骤7：固结结束后，在上游区域添加去离子水，使上下游形成3cm的水头差，并在上游保持常水头，用渗滤液收集系统监测1小时的渗漏量，判定密闭性是否满足；

当土-膨润土竖向阻隔墙超重力模型通过密闭性检测，将上游去离子水换成污染物溶液，进行污染物迁移离心试验，使用电导率传感器监测土-膨润土竖向阻隔墙是否击穿；所述污染物溶液是在水中可电离的物质；离心试验时，离心加速度为100g；

步骤8：试验完成后，取出土-膨润土竖向阻隔墙，在设定位置处进行取样，测定浓度、渗透系数、密度和含水率；

所述试验方法应用于的试验装置包括模型箱系统，渗滤液收集系统，固结补料及监测系统；

所述模型箱系统包括模型箱，模型箱包括上游区域、填土区域与下游区域，上游区域、填土区域与下游区域依次被隔断物隔开，所述上游区域被配置为能够存储第一溶液，所述填土区域被配置为能够用于设置土-膨润土竖向阻隔墙；所述下游区域被配置为能够存储第二溶液；所述隔断物为多孔挡板，能够允许溶液通过挡板，实现上游区域与填土区域的连通，填土区域与下游区域的连通；

上游区域侧面设有进水孔与第一排水孔，下游区域侧面设有溢水孔与第二排水孔，用于常水头保持和各水头差控制；

所述渗滤液收集系统包括收集桶与孔压计，收集桶被配置为能够收集模型箱的渗漏液，孔压计被用于检测水位；使用连接管将收集桶与模型箱溢流孔相连通；

所述固结补料及监测系统包括导流装置，LVDT位移传感器，土压力计，孔压计；导流装置连接在模型箱顶部，用于土-膨润土竖向阻隔墙离心固结过程中的填料补充，并能够防止填料侧向渗漏；土压力计和孔压计置于土-膨润土竖向阻隔墙两侧，分别用于监测水平土压力，超静孔压，用来确定超静孔压消散时间。

2.根据权利要求1所述的模拟污染物在竖向阻隔墙内运移的超重力模型试验方法，其特征是，所述多孔挡板与含水砂层接触的一侧附有筛网和滤纸；多孔挡板与和弱透水层接触的一侧附有筛网和滤纸。