本发明专利技术公开了一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置，它包括加压装置、数据控制装置、测试容器、数据处理装置，测试容器由两个带有翼缘的空心半球构成，两个空心半球之间设置有衬垫防渗材料，该试验装置测定土工膜两侧压力而得到压力差，为土工膜在某一定压力下的变形提供参量，可以建立压力－变形量关系。具有测定垃圾填埋场防渗材料透系数和变形的功能，同时也具有测定在不同压力下的渗透系数的功能。试验装置的数据采集保证了数据采集的同时性，使得测定的渗透系数更为精确。本实验装置测得渗透系数可以直接读取，同时也可以建立压力－渗透系数以及压力－变形量之间的关系，因此为土工膜的工程应用和防渗性能评估提供了更为可靠的依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置，属于测试仪 器类。
技术介绍
垃圾日益增长、无害化处理率低、环境污染严重，已成为制约我国垃圾填埋 乃至整个国民经济可持续发展的瓶颈。近年来，城市生活垃圾的年增长率均在 8%-10%。卫生填埋作为一种成本较低、技术相对简单、能迅速处理垃圾的方式而 成为我国主要的垃圾处理形式。为了阻止垃圾渗滤液对填埋场周边的土壤与地下 水环境的污染，在填埋场的底部和四侧通常建有衬垫系统。最近几年，HDPE 土 工膜和土工聚合粘土垫(GCL: Geosnythetic Clay Liner)构成的复合防渗衬垫系 统越来越受到研究者们的关注。这种衬垫系统不仅具有土工膜的良好防渗能力， 且GCL层具有抗剪强度高、抗沉降能力强、吸附能力大、施工方便等优点。可以 将废物与周围环境隔离开来，阻止、延迟或限制渗滤液向下迁移而污染地下水。 因此，HDPE 土工膜和GCL构成的复合衬垫系统在填埋场建设中的应用越来越广 泛。填埋场复合衬垫系统的稳定分析与可靠性设计是关系填埋场经济和安全的重 要问题，填埋场衬垫防渗系统在施工和运行过程中，由于各种原因，导致其防护 功能的局部或整体丧失。填埋场衬垫系统失稳将引起填埋场渗滤液潜在性泄漏， 污染周围水土环境，造成了严重的环境地质灾害，已经引起了国际环境岩土工程 界的高度关注。填埋场复合衬垫防渗系统是填埋场工程结构中的关键部分，我国《生活垃圾 卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)与和《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-2008)推荐采用复合衬垫防渗系统。填埋场的衬垫系统应具有良好的 防渗功能，其渗透系数必须小于1X10—7cm/s。为了满足衬垫系统的低渗透性能， 作为衬垫的建筑材料不仅必须具有极低的渗透系数，且具有较大的抗压、抗剪强 度以阻止衬垫的变形破坏。尽管包含有土工织物和粘土层等土工合成材料构成的 复合衬垫防渗系统能起到很好的防渗作用，但由于粘土与土工合成材料、土工合 成材料与土工合成材料界面之间的剪切强度较低，造成衬垫系统可能存在的内部 失稳，或者衬垫系统界面发生滑动破坏。HDPE和GCL构成的复合衬垫系统其防 渗效果主要取决于材料本身的渗透性能和抗剪、抗压强度。由于填埋场中的垃圾 堆体会对衬垫产生比较大的压应力与剪应力，HDPE 土工膜和GCL很可能在压力3与剪力的作用下产生比较大的变形，进而引起衬里的破坏。目前，关于衬垫防渗 的研究主要集中在水平防渗上，而填埋场的衬垫同时也存在侧向渗漏的问题。在 填埋场的四侧，随着坡角的变化，HDPE 土工膜和GCL垫所受的剪应力会产生明 显的变化。即使在同一坡角下，垃圾堆体的填埋高度的变化也会影响复合衬垫系 统的剪应力和拉力。另外，土工膜和GCL垫接触面的应力也会随着坡角和垃圾堆 体的变化发生明显的改变。为了合理的设计填埋场衬垫及掌握其应力和变形特 性，研究不同坡角、不同填埋压力的作用下，HDPE土工膜、GCL垫及接触面的剪 应力和变形破坏形式显得尤为突出。因此，很有必要开展复杂环境条件下复合衬 垫系统与土体之间、以及不同土工合成材料之间相互作用变形特性的试验研究， 为填埋场工程设计部门提供必要的技术参数。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种垃圾填埋场衬垫防渗材料 渗透变形试验装置，该仪器具有测定垃圾填埋场防渗材料透系数和变形量的功 能，同时也具备可以测定在不同压力下的渗透系数的功能，其技术解决方案为-一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置，它包括加压装置、数据控 制装置(18)、测试容器、数据处理装置(19)，所述的测试容器由两个带有翼缘 的空心半球(A)、 (B)构成，两个空心半球(A)、 (B)之间设置有衬垫防渗材 料(17)，空心半球(A)为渗透腔，空心半球(B)为测试腔，空心半球(A) 上设置有加压装置连接口 (9)和渗透溶液进口连接口 (5)，加压装置连接口 (9) 位于渗透溶液进口连接口 (5)的上方，空心半球(B)上设置有渗透溶液出口 连接口 (10)，空心半球(A)和空心半球(B)之间通过翼缘螺栓连接，在空心 半球(A)和空心半球(B)的底部分别设有连接口 (2)、连接口 (13)，连接口 (2)和连接口 (13)之间用软管连接，软管上设置有控制阀门(1)。空心半球 (A)和空心半球(B)的翼缘上分别设置有对应的嵌槽，嵌槽中设置有密封橡 胶圈。加压装置连接口 (9)外接加压装置，加压装置包括空气压縮机(6)、阀 门(7)和气压计(8)，空气压縮机(6)、阀门(7)、气压计(8)和加压装置连 接口 (9)串联连接，阀门(7)设置在空气压縮机(6)和气压计(8)之间。渗 透溶液进口连接口 (5)外接有流量计(3)和阀门(4)，流量计(3)设置在渗 透溶液进口连接口 (5)和阀门(4)之间。渗透溶液出口连接口 (10)外接有流 量计(11)和阀门(12)，流量计(11)设置在渗透溶液出口连接口 (10)和阔 门(12)之间。由于采用了以上技术方案，本专利技术的垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验 装置，具有精确模拟和测定垃圾填埋场防渗材料的渗透系数及变形和不同角度下4的渗透系数，也可以测定不同压力下的渗透系数。该试验装置还可以测定土工膜 两侧压力和压力差，为土工膜在某一定压力下的变形提供参量，建立压力一变形 量关系。整个试验装置的数据采用电信号采集，保证了数据采集的同时性，使得 测定的渗透系数更为精确。除以上各方面的优点外，本实验装置测得渗透系数可 以直接读取，同时也可以建立压力一渗透系数以及压力一变形量之间的关系。 附图说明图1是本专利技术的一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置的结构示 意图。图2是本专利技术的一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置的使用状态 示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置 进一步详细描述见附图一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置，它包括加压装置、数据控制装置(18)、测试容器、数据处理装置(19)、传感器(14)和(15)、垃圾填 埋场衬垫防渗材料(17)、位移传感器(16)、流量计(3)和(11)和阀门(3)、 (7)、 (12)。加压装置包括空气压縮机(6)、阀门(7)和气压计(8)，测试容 器由两个带有翼缘的空心半球(A)、 (B)构成，两个空心半球(A)、 (B)之间 设置有衬垫防渗材料(17)，空心半球(A)为渗透腔，空心半球(B)为测试腔， 空心半球(A)上设置有加压装置连接口 (9)和渗透溶液进口连接口 (5)，加 压装置连接口 (9)位于渗透溶液进口连接口 (5)的上方，空心半球(B)上设 置有渗透溶液出口连接口 (10)，空心半球(A)和空心半球(B)之间通过翼缘 螺栓连接，在空心半球(A)和空心半球(B)的底部分别设有连接口 (2)、连 接口 (13)，连接口 (2)和连接口 (13)之间用软管连接，软管上设置有控制 阀门(1)。空心半球(A)和空心半球(B)的翼缘上分别设置有对应的嵌槽， 嵌槽中设置有密封橡胶圈。加压装置连接口 (9)外接加压装置，加压装置包括 空气压缩机(6)、阀门(7)和气压计(8)，空气压縮机(6)、阀门本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垃圾填埋场衬垫防渗材料渗透变形试验装置，它包括加压装置、数据控制装置（１８）、测试容器、数据处理装置（１９），其特征在于：所述的测试容器由两个带有翼缘的空心半球（Ａ）、（Ｂ）构成，两个空心半球（Ａ）、（Ｂ）之间设置有衬垫防渗材料（１７），空心半球（Ａ）为渗透腔，空心半球（Ｂ）为测试腔，空心半球（Ａ）上设置有加压装置连接口（９）和渗透溶液进口连接口（５），加压装置连接口（９）位于渗透溶液进口连接口（５）的上方，空心半球（Ｂ）上设置有渗透溶液出口连接口（１０），空心半球（Ａ）和空心半球（Ｂ）之间通过翼缘螺栓连接，在空心半球（Ａ）和空心半球（Ｂ）的底部分别设有连接口（２）、连接口（１３），连接口（２）和连接口（１３）之间用软管连接，软管上设置有控制阀门（１）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛强，冯夏庭，侯浩波，赵颖，胡竹云，刘磊，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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