一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，包括气体扩散结构、密封容器以及土样含水率稳定器，所述气体扩散结构包括扩散室、土样室，所述扩散室下端通过螺栓连接有底座，所述扩散室上端通过螺栓连接有样品座，所述样品座为中空透气挡板设计，所述土样室由样品座与气体扩散格栅板组成，所述样品座和气体扩散格栅板固定连接，所述样品座一侧设置有氮气进气阀，所述底座一侧设置有氮气出气阀，所述氮气进气阀与氮气出气阀通过管道连接有氮气瓶，本发明专利技术能够在保证土样含水率稳定情况下，简单高效地测定气体在土体中的扩散系数，该扩散室具有良好的密封性能，使土体气体扩散系数测定更为方便、快捷，并且测定结果更加精确。更加精确。更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置

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[0001]本专利技术涉及一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，可用于测试土体的气体扩散系数，属于土木与环境工程的


技术介绍
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[0002]随着我国矿山开采污染加剧，尤其是尾矿库堆填尾矿造成的土壤污染不断加剧。实际工程中，常用一系列的环保防渗措施对有毒气体(多环芳烃等)进入空气而造成的污染进行防治，工程覆土是其中常用的一种方式。工程覆土的气体扩散系数一般被用来评估其阻隔污染气体的能力，现阶段虽有不同的装置对其扩散系数进行测定，但大多装置采用双气室扩散原理，并且测试过程中不能保证土体含水率恒定，结构复杂、操作不便以及密封性能较差等问题。因此，有必要专利技术一种基于土体含水率恒定的情况下，行之有效的测试土体的气体扩散系数的装置。

技术实现思路
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[0003]本专利技术的目的是为解决现有技术下，土体含水率不稳定、气体扩散系数测定困难、气体扩散系数不精确的问题，而提供一种测定气体在土体中扩散系数的简易装置，能够简单高效地测定气体在土体中的扩散系数，并且测定结果更加精确，能快速筛选土样渗透性能、保水性能改性材料。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，包括气体扩散结构、密封容器以及土样含水率稳定器，所述气体扩散结构包括扩散室、土样室，所述扩散室下端通过螺栓连接有底座，所述扩散室上端通过螺栓连接有样品座，所述样品座为中空透气挡板设计，所述土样室由样品座与气体扩散格栅板组成，所述样品座和气体扩散格栅板固定连接，所述样品座一侧设置有氮气进气阀，所述底座一侧设置有氮气出气阀，所述氮气进气阀与氮气出气阀通过管道连接有氮气瓶，所述扩散室与底座连接处设置有氧气传感器，所述氧气传感器通过数据采集器连接有数据处理器，所述底座另一侧设置有传感器接线小孔，所述密封容器的容积为扩散室体积的十五倍，所述密封容器两侧分别设置有氮气进气口与氮气出气口，所述土样含水率稳定器包括饱和盐溶液腔室和置放扩散室的多孔板。
[0006]优选的，所述样品座与气体扩散格栅板通过螺纹链接。
[0007]优选的，所述扩散室与样品座之间设置有橡胶圈。
[0008]优选的，所述扩散室与底座之间设置有橡胶圈。
[0009]优选的，所述饱和盐溶液腔室内设置有饱和盐溶液，且饱和盐溶液相对湿度受温度变化影响较小，吸力值与相应土体基质吸力一致。
[0010]优选的，所述土样含水率稳定器未密封，土样含水率稳定器顶部设置为透气结构。
[0011]优选的，所述密封容器由亚克力材料成型。
[0012]优选的，所述多孔板由亚克力材料成型。
[0013]优选的，所述土样含水率稳定器两侧设置有预洞，方便扩散室与氮气进气阀、氮气出气阀相连接。
[0014]优选的，扩散室与氮气进气阀、氮气出气阀连接处设有橡胶圈，防止漏气。
[0015]所述测量方法采用以上所述的扩散系数测定装置，测量方法包括以下步骤；
[0016]第一步：将密封容器和土样含水率稳定器摆放在合适的位置，无外界干扰，达到最佳操作性能，得到最佳测量结果；
[0017]第二步：在土样含水率稳定器中加入一定过饱和盐溶液，并防止其与多孔板接触，接着在多孔板上平稳放置扩散室，连接仪器与数据采集器；
[0018]第三步：连接氧气传感器，并将样品座及底座通过螺栓与扩散室连接稳定，进行仪器密封性能检查，仪器校准和功能必需检查；
[0019]第四步：将扩散室的氮气进气阀连接氮气瓶，并调整氮气入口压力值；
[0020]第五步：将制作的压实黏土放置在样品座上，并通过气体扩散格栅板将压实黏土和空气隔离；
[0021]第六步：打开扩散室的氮气进气口和氮气出气口，从氮气进气口通入高纯氮气，至氧气传感器读数小于0.3％，并稳定5
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10s之后，关闭氮气进气口和氮气出气口；
[0022]第七步：将氮气进气口及氮气出气口的阀门关上以后，开始气体扩散并计时，氧气传感器测定扩散室内氧气的浓度随时间的变化，待氧气浓度达到要求，并一段时间内保持稳定后，采集数据，并按照气体传输原理计算扩散系数。
[0023]有益效果：
[0024]1、试验仪器中使用氧气传感器的型号为KE
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25，具有寿命长，不受其他气体的影响，成本低，信号输入稳定。
[0025]2、试验操作相对简单，避免了双气室的缺点，运用Fick第二定律根据氧气浓度随时间的变化规律即可计算土体气体扩散系数，计算简便，结果精确。
[0026]3、样品座的中空设计允许土样在误差范围允许下的失水收缩，保证能制成土样。
[0027]4、设置土样含水率稳定器能极大限度保证压实样品处于标准温度湿度环境下，保持含水率稳定。
[0028]5、密封容器的容积为扩散室体积的十五倍，可以保证在试验期间密封容器内有足够浓度空气用于测试。
附图说明：
[0029]图1为本专利技术提出的一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置的工作原理示意图；
[0030]图2为本专利技术提出的一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置的扩散室主视剖视结构示意图；
[0031]图3为本专利技术提出的一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置的扩散室俯视结构示意图。
[0032]图中标号说明：0、气体扩散结构；1、密封容器；2、氮气进气口；3、数据采集器；4、饱和盐溶液腔室；5、多孔板；6、底座；7、螺栓；8、氧气传感器；9、扩散室；10、氮气进气阀；11、土样室；12、样品座；13、气体扩散格栅板；14、土样含水率稳定器；15、氮气出气阀；16、氮气出
气口；17、氮气瓶；18、数据处理器；19、传感器接线小孔。
具体实施方式
[0033]实施例一
[0034]如图1
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3所示，本实施例的一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，包括气体扩散结构0、密封容器1以及土样含水率稳定器14，气体扩散结构0包括扩散室9、土样室11，扩散室9下端通过螺栓7连接有底座6，扩散室9上端通过螺栓7连接有样品座12，样品座12为中空透气挡板设计，土样室11由样品座12与气体扩散格栅板13组成，样品座12和气体扩散格栅板13固定连接，样品座12一侧设置有氮气进气阀10，底座6一侧设置有氮气出气阀15，氮气进气阀10与氮气出气阀15通过管道连接有氮气瓶17，扩散室9与底座6连接处设置有氧气传感器8，氧气传感器8通过数据采集器3连接有数据处理器18，底座6另一侧设置有传感器接线小孔19，密封容器1的容积为扩散室9体积的十五倍，密封容器1两侧分别设置有氮气进气口2与氮气出气口16，土样含水率稳定器14包括饱和盐溶液腔室4和置放扩散室的多孔板5。
[0035]本实施例中，样品座12与气体扩散格栅板13通过螺纹链接。
[0036]本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，其特征在于，包括气体扩散结构(0)、密封容器(1)以及土样含水率稳定器(14)，所述气体扩散结构(0)包括扩散室(9)、土样室(11)，所述扩散室(9)下端通过螺栓(7)连接有底座(6)，所述扩散室(9)上端通过螺栓(7)连接有样品座(12)，所述样品座(12)为中空透气挡板设计，所述土样室(11)由样品座(12)与气体扩散格栅板(13)组成，所述样品座(12)和气体扩散格栅板(13)固定连接，所述样品座(12)一侧设置有氮气进气阀(10)，所述底座(6)一侧设置有氮气出气阀(15)，所述氮气进气阀(10)与氮气出气阀(15)通过管道连接有氮气瓶(17)，所述扩散室(9)与底座(6)连接处设置有氧气传感器(8)，所述氧气传感器(8)通过数据采集器(3)连接有数据处理器(18)，所述底座(6)另一侧设置有传感器接线小孔(19)，所述密封容器(1)的容积为扩散室(9)体积的十五倍，所述密封容器(1)两侧分别设置有氮气进气口(2)与氮气出气口(16)，所述土样含水率稳定器(14)包括饱和盐溶液腔室(4)和置放扩散室的多孔板(5)。2.根据权利要求1所述的一种用于环境岩土领域的土体气体扩散系数测定装置，其特征在于，所述样品座(12)与气体扩散格栅板(13)通过螺纹链接。3.根据权利要求1所述的一种用于环境岩土领域的土体气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新坡，丁泽浩，毕钰璋，庹先国，伍浩良，傅贤雷，王安辉，郭毅，冯珍，
申请(专利权)人：必照岩土科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：