一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置，属于环境岩土工程领域。试验装置由仪器支架、上剪切盒、下剪切盒、传压板、竖直加压装置、水平加压装置、干湿空气发生装置、进液漏斗及传感器构成。本实用新型专利技术的试验装置能够根据污染源的污染情况，测试原状污染土体及模拟土体的不同类型、不同浓度及不同ｐＨ值的污染状况；调节污染土体的含水率；保证试验过程中污染土体的主应力恒等，可真实反映污染土体的抗剪特性；各种传感器实现了试验过程控制的自动化，方便数据的记录和处理。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置，主要用于对环境 岩土工程中测试不同含水率条件下污染土体抗剪特性的试验研究，属于环境岩土工程领 域。
技术介绍
土壤污染已成为亟待解决的重要环境问题之一。土壤污染防治与农村环境综合整 治是国家环境保护“十一五”科技发展规划中的重点发展领域与优先主题。是当今环境科 学的热点领域。随着国家环境保护部出台《污染场地土壤环境管理暂行办法》和《污染场地 土壤修复技术导则》两份文件以及关于加强土壤污染防治工作的意见，污染土壤修复问题 将受到越来越广泛的关注。因此，对污染土壤的岩土工程特性研究是土壤修复的前提。工业遗留或遗弃场地、陈旧性垃圾填埋场、污泥堆放场、矿山采空区、尾矿库及农 田污染土的修复技术主要有焚烧、稳定/固化、挖掘-填埋，而对污染土体进行修复前，首先 要对污染土体的地质环境和土体的工程特性进行评价与分析。含水率对土质强度的影响很 早以前就引起传统岩土工程界的关注，不同地区的污染土修复工程中，含水率的变化对污 染土的强度影响很明显；土体的结构组成、密度等因素与土体的抗剪强度有很大的关联，污 染土体常常含有不同比例的沙石且在有植物覆盖的土体中还含有植物的根系，这直接影响 土体的抗剪强度，且不同环境条件下(不同化学物质、不同浓度及不同酸碱度)的可控含水 率污染土体的抗剪强度对污染土体处置工程的长期安全性有着直接影响，而测试方法研更 为匮乏。因此，通过试验手段，研究不同含水率的不同污染类型的污染土体(含有沙石或植 物根系)抗剪强度对于处置工程的长期安全性有着重要的意义。岩土体的抗剪强度由室内或室外试验测定，室内试验有直剪试验、三轴剪切(压 缩)试验、无侧限压缩试验及其它一些试验。长期以来，直剪试验应用最为广泛，也是目前 岩土体抗剪强度参数测定的传统手段。传统的直剪试验采用恒定的垂直荷载，试验工程中 剪切面的减小导致正应力的升高，使试验结果产生失真和误差，且传统的直剪试验的试验 土体的含水率不可控，不便研究不同含水率条件下土体的抗剪强度变化。对污染土体的抗 剪强度的测定涉及到不同化学物质、不同浓度、不同PH值的污染液的浸入问题，现今在研 究污染土体抗剪强度方面还没有现成的实验测试设备，且直剪设备及技术手段与理论要求 的差距也是制约污染土直剪试验在污染土修复工程中应用的重大技术难题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术的目的在于提供一种可控含水率污染土体抗剪 强度的试验装置，对不同化学物质、不同污浓度及不同PH值的污染土体在不同含水率条件 下的剪切强度进行测定。其技术解决方案为可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置由仪器支架、上剪切盒、下剪切盒、传压板、竖直加压装置、水平加压装置、干湿空气发生装置、进液漏斗及传感器构成，仪器支架的 上端面和仪器支架内分别设置有平行的导轨和导槽，竖直加压装置通过滚动轴承安装在导 轨上，上剪切盒上方设有压力板，导槽内设置滚动轴承，下剪切盒卡放在两个平行的导槽上 方，下剪切盒内置放有下滤层，上剪切盒位于下剪切盒上方，竖直加压装置位于上剪切盒上 方，水平加压装置平行于导槽并安装在支架的侧壁上，水平加压装置的球头中心位于下剪 切盒高度的二分之一处，水平加压装置的轴线通过下剪切盒侧壁的中心点，支座固定安装 在与安装水平加压装置相向的仪器支架的侧壁上，水平压力及水平位移测量装置固定安装 在支座上，水平压力及水平位移测量装置的轴线与支座垂直，并位于上剪切盒高度的二分 之一处，在下剪切盒底部开有进气口，进气口通过进气管道与干湿空气发生装置连接，在进 气管道设有空气速度电磁控制阀，在上剪切盒内依次由下至上置放有上滤层、溶液浸入装 置和传压板，溶液浸入装置为一空心容器，在其底板上开有均勻分布的通孔，在溶液浸入装 置顶部设有进液口，进液管道贯通传压板并与进液口连接，进液管道安装有液体流速电磁 控制阀。所述的密封圈套装在上剪切盒与下剪切盒之间。所述的水平加压装置上设置有第一水平位移传感器和第一水平压力传感器。所述的水平压力及水平位移测量装置设置有第二水平位移传感器和第二水平压 力传感器。所述的上滤层的下方设置有第一含水率传感器，下滤层的上方设置有第二含水率 传感器。所述的干湿空气发生装置中设置有空气湿度传感器。所述的重力传感器安装在导槽的下方。所述的竖直加压装置中设置有竖直压力传感器。由于采用了以上技术方案，本技术的可控含水率污染土体抗剪强度的试验装 置采用的溶液浸入装置可以根据试验要求对待测土体进行不同化学物质、不同浓度及不同 PH值溶液的浸入污染，干湿空气发生装置能够产生不同湿度的空气，根据试验的要求来调 节污染土体的含水率，空气速度电磁控制阀调节干湿空气的速度以免对污染士体结构的破 坏而影响，根据第一水平位移传感器与第二水平位移传感器测出的污染土体的位移可计算 出污染土体的剪切面积，计算机将剪切面积信息传递给竖直加压装置，竖直加压装置根据 剪切面积的变化改变竖直加载力，从而保证污染土体的主应力恒等，由于采用了各种传感 器，实现了试验过程控制的自动化，方便数据的记录和处理，整个试验装置能够根据污染源 的污染情况，测试原状污染土体及模拟土体的不同化学物质、不同浓度及不同PH值的污染 状况，能够控制污染土体的含水率及测量污染土体的抗剪强度，试验结果能够比较真实的 反映污染土体的抗剪特性。附图说明图1是本技术试验装置的结构示意图具体实施方式以下结合附图对本技术进行进一步详细描述见附图一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置由仪器支架18、上剪切盒1、下剪 切盒9、传压板2、竖直加压装置4、水平加压装置11、干湿空气发生装置13、进液漏斗四及 传感器构成，仪器支架18的上端面和仪器支架18内分别设置有平行的导轨23和导槽22， 竖直加压装置4通过滚动轴承21安装在导轨23上，竖直加压装置4中设置有竖直压力传 感器5，竖直加压装置4上设置有锁紧螺栓24，用于将竖直加压装置4固定在导轨23上，水 平加压装置11上设置有第一水平位移传感器31和第一水平压力传感器32，上剪切盒1上 方设有压力板2，导槽22内设置滚动轴承21，下剪切盒9卡放在两个平行的导槽22上方， 重力传感器17安装在导槽22的下方，重力传感器17用于测量试验土体的重量，下剪切盒 9内置放有下滤层33，下滤层33的上方设置有第二含水率传感器34，上剪切盒1位于下剪 切盒9上方，竖直加压装置4位于上剪切盒1上方，密封圈观套装在上剪切盒1与下剪切 盒9之间，密封圈观用于土体溶液浸入和含水率调节时密封上剪切盒1和下剪切盒9，水 平加压装置11平行于导槽22并安装在支架的侧壁上，水平加压装置11的球头中心位于下 剪切盒9高度的二分之一处，水平加压装置11的轴线通过下剪切盒9侧壁的中心点，支座 25固定安装在与安装水平加压装置相向的仪器支架18的侧壁上，水平压力及水平位移测 量装置19固定安装在支座25上，水平压力及水平位移测量装置19设置有第二水平位移传 感器10和第二水平压力传感器20，水平压力及水平位移测量装置19的轴线与支座25垂 直，并位于上剪切盒1高度的二分之一处，在下剪切盒9底部开有进气口沈，进气口沈通过 进气管道16与干湿空气发生装置13连接，干湿空气发生装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置，其特征在于：试验装置由仪器支架（１８）、上剪切盒（１）、下剪切盒（９）、传压板（２）、竖直加压装置（４）、水平加压装置（１１）、干湿空气发生装置（１３）、进液漏斗（２９）及传感器构成，仪器支架（１８）的上端面和仪器支架（１８）内分别设置有平行的导轨（２３）和导槽（２２），竖直加压装置（４）通过滚动轴承（２１）安装在导轨（２３）上，上剪切盒（１）上方设有压力板（２），导槽（２２）内设置滚动轴承（２１），下剪切盒（９）卡放在两个平行的导槽（２２）上方，下剪切盒（９）内置放有下滤层（３３），上剪切盒（１）位于下剪切盒（９）上方，竖直加压装置（４）位于上剪切盒（１）上方，水平加压装置（１１）平行于导槽（２２）并安装在支架的侧壁上，水平加压装置（１１）的球头中心位于下剪切盒（９）高度的二分之一处，水平加压装置（１１）的轴线通过下剪切盒（９）侧壁的中心点，支座（２５）固定安装在与安装水平加压装置相向的仪器支架（１８）的侧壁上，水平压力及水平位移测量装置（１９）固定安装在支座（２５）上，水平压力及水平位移测量装置（１９）的轴线与支座（２５）垂直，并位于上剪切盒（１）高度的二分之一处，在下剪切盒（９）底部开有进气口（２６），进气口（２６）通过进气管道（１６）与干湿空气发生装置（１３）连接，在进气管道（１６）设有空气速度电磁控制阀（１５），在上剪切盒（１）内依次由下至上置放有上滤层（８）、溶液浸入装置（３０）和传压板（２），溶液浸入装置（３０）为一空心容器，在其底板上开有均匀分布的通孔，在溶液浸入装置（３０）顶部设有进液口（２７），进液管道（６）贯通传压板并与进液口（２７）连接，进液管道（６）安装有液体流速电磁控制阀（７）。...

【技术特征摘要】
1.一种可控含水率污染土体抗剪强度的试验装置，其特征在于试验装置由仪器支架 (18)、上剪切盒(1)、下剪切盒(9)、传压板(2)、竖直加压装置(4)、水平加压装置(11)、干 湿空气发生装置(13)、进液漏斗09)及传感器构成，仪器支架(18)的上端面和仪器支架 (18)内分别设置有平行的导轨和导槽(22)，竖直加压装置(4)通过滚动轴承安 装在导轨上，上剪切盒(1)上方设有压力板，导槽0 内设置滚动轴承(21)，下 剪切盒(9)卡放在两个平行的导槽02)上方，下剪切盒(9)内置放有下滤层(33)，上剪切 盒(1)位于下剪切盒(9)上方，竖直加压装置(4)位于上剪切盒(1)上方，水平加压装置 (11)平行于导槽02)并安装在支架的侧壁上，水平加压装置(11)的球头中心位于下剪切 盒(9)高度的二分之一处，水平加压装置(11)的轴线通过下剪切盒(9)侧壁的中心点，支 座0 固定安装在与安装水平加压装置相向的仪器支架(18)的侧壁上，水平压力及水平 位移测量装置(19)固定安装在支座0 上，水平压力及水平位移测量装置(19)的轴线与 支座05)垂直，并位于上剪切盒(1)高度的二分之一处，在下剪切盒(9)底部开有进气口 (沈)，进气口 06)通过进气管道(16)与干湿空气发生装置(1 连接，在进气管道(16)设 有空气速度电磁控制阀(15)，在上剪切盒(1)内依次由下至上置放有上滤层(8)、溶液浸入 装置(30)和传压板0)，溶液浸入...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛强，陈亿军，刘磊，万勇，李江山，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：实用新型
国别省市：83[]