[发明专利]一种用于评估干湿交替下铀尾矿库滩面覆盖层稳定性的实验装置

说明书

本发明公开了一种用于评估干湿交替下铀尾矿库滩面覆盖层稳定性的实验装置，包括实验装置、弹性波测试仪、干湿环境控制模块、装置实验区域和装置排水区域，蓄水箱的一侧设置有单片机，管道的另一端设置有干湿环境控制模块，干湿环境控制模块的内部设置有装置实验区域。本发明通过基于南方地区温度高、降水多的气候特点，以衡阳市地区往年气候数据为基础构建干湿数据库，将干湿状态控制作为环境状态模拟的重点控制部分，基于单片机，利用PID算法实现降雨量、温度等参数的自动校正与控制，采取低周期、高强度，通过对典型模型实验，提高装置的可靠性及稳定性，通过实验测定数据，实现滩面覆盖层稳定性评估等级划分表的定量。

技术领域

本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种用于评估干湿交替下铀尾矿库滩面覆盖层稳定性的实验装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，需电量、供电量的需求大大增加，核能发电占比逐年上升，用来存放铀废石和铀废渣的尾矿库等工程建造活动日益增加。铀尾矿库内依然残留长期放射性核素能严重地影响到周围居民或者环境的生活健康及生态系统，其中铀尾矿中的放射性物质衰变后产生的氡是人类第I类致癌物。目前为止，考虑到防止过量的放射性核素氡扩散危害周边环境和控制氡的析出量，以及节约经济成本、高效利用当地物质材料条件，我国主要采取覆盖控氡的方法用于铀尾矿库环境治理。但是铀尾矿库软基滩面覆盖土层易受外部因素影响而导致滩面覆盖土层控氡性能降低的变化。

我国南方地区多属于亚热带季风气候，热量充足、降水丰沛，大规模降雨和雨后水分的快速蒸发时常交替发生；此外，间歇性降雨亦是常态，从而引起河流、湖泊的水位发生往复变化，使岸滩、边坡以及土壤路基等处在干土复湿或湿土复干的循环之中。这种持续干湿循环属于典型的连续时间随机过程，会导致地表土体的含水率发生反复变化，并对土体结构、强度以及土壤Birch效应造成严重影响。

对于铀尾矿库而言软基滩面覆盖层具有防氡和控氡的功能，在铀尾矿库环境治理工作上有突出的作用；对于尾矿库而言，滩面是其基本组成部分，在尾矿库稳定性及安全度中起到关键作用，铀尾矿库类型的不同使得滩面覆土控氡性能以及覆土层受环境作用影响的程度不同，铀尾矿库软基滩面稳定性满足标准时，库内放射性物质才得以稳固，事故得以避免，且国内外各类尾矿库由于滩面稳定性不达标导致的事故时有发生，造成人员伤亡经济损失，其事故具有破坏性大、突发性强的特点，对居民生活、环境安全有严重威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于评估干湿交替下铀尾矿库滩面覆盖层稳定性的实验装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种用于评估干湿交替下铀尾矿库滩面覆盖层稳定性的实验装置，包括实验装置、弹性波测试仪、ZBL-U520非金属超声检测仪、单片机、蓄水箱、水泵、铀尾矿库滩面缩尺模型、流量调节阀、日光灯、喷头、干湿环境控制模块、装置实验区域和装置排水区域，所述蓄水箱的一侧设置有单片机，所述蓄水箱的内部设置有管道，所述管道的一侧设置有水泵和流量调节阀，所述管道的另一端设置有干湿环境控制模块，所述管道的端部设置有喷头，所述干湿环境控制模块的内部顶端设置有日光灯，所述干湿环境控制模块的内部设置有装置实验区域，所述装置实验区域的内部设置有铀尾矿库滩面缩尺模型，所述铀尾矿库滩面缩尺模型的表面设置有温湿度传感器，所述干湿环境控制模块的底部安装有装置排水区域，所述管道的一侧设置有支撑架，所述支撑架的一侧设置有高速摄像机，所述干湿环境控制模块的上端设置有导气管和回流管，所述导气管的一端设置有干燥管，所述干燥管的一端设置有RAD7测氡仪。

作为本发明的一种优选技术方案，所述单片机与日光灯信号连接，所述温湿度传感器与单片机数据连接。