用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头制造技术

本发明专利技术公开了一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头。在传统静力触探仪的探杆与摩擦桶间安装时域反射测试探头；该时域反射测试探头结构如下：中空的Derlin棒外表面嵌入对称的六根不锈钢针并与Derlin棒用螺钉固定；两根同轴电缆内导体分别与Derlin棒上端的，并且通过直径的一对螺钉焊接，位于所述一对螺钉两侧的相邻两个螺钉各自为一组，分别与各自同轴电缆外导体焊接。该触探探头可以快速、连续、准确的测得不同深度土层的介电常数、电导率、锥尖阻力和侧摩阻力。利用这些电学和力学参数可鉴定NAPLs污染砂性土场地污染区域及污染程度。本发明专利技术为NAPLs污染场地的快速筛查提供了有力的工具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及勘测触探探头，尤其是涉及一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头。
技术介绍
随着化工产业的发展以及化工产品的普遍使用，以燃油(如柴油)、氯代烃(如四氯化碳)、芳香胺(如苯胺)等为代表的非水相液体(NAPLs)对土壤及地下水的污染问题逐渐凸显出来。此类型的污染场地因具有污染区域空间分布离散性大、污染物迁移深度深的特点，从而造成了勘察的困难。对于NAPLs污染场地，传统的勘察方法是在现场钻孔取样然后在实验室内进行化学分析。该方法存在耗时、取原状样困难、费用高的缺点，因此，如何快速、准确、经济的勘测污染区域的范围及污染程度，是这类污染场地修复面临的首要环节。近年来，国外诸多学者都实验发现了土介质的电学性质(介电常数、电导率)能有效表征土壤中NAPLs的含量，可作为NAPLs污染土的检测指标。因此专利技术一种能够快速、连续、准确获得污染场地中不同土层电学性质的触探探头，对NAPLs污染场地的快速筛查具有重要的价值。原位静力触探(CPT)仪可以快速、连续贯入并测试各土层的力学特性(即锥尖阻力和侧摩阻力)，是岩土工程勘察中常用工具。目前，针对污染场地的原位勘察，国内外有些学者(如国外Campanella等，国内刘松玉)提出了电阻率方法，并研制了测试土介质电阻率的触探探头，用于重金属离子污染土的探测。然而，实践证明电阻率探头难以有效探测NAPLs污染土。时域反射法能同时测得介质的介电常数和电导率(电阻率倒数)，其中介电常数可较好的表征NAPLs污染土中NAPLs的含量。此外，电导率作为辅助参数可对测试结果予以校验
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头。本专利技术采用的技术方案是:本专利技术包括探杆，在探杆下面依次设有摩擦桶和圆锥形探头。在所述探杆与摩擦桶之间还装有时域反射法测试探头；该时域反射法测试探头的结构如下:在中空的Derlin棒的上端与探杆用螺纹连接；在Derlin棒中部的一段圆柱面上嵌入对称分布的六根不锈钢针；六根不锈钢针上、下端与Derlin棒分别用螺钉固定；两根同轴电缆从触探探杆经上端的Derlin棒中空部分穿入，其中不锈钢针上端且通过Derlin棒直径的一对螺钉分别与各自同轴电缆内导体焊接，位于所述一对螺钉两侧的相邻两个螺钉各自为一组，分别与各自同轴电缆外导体焊接，摩擦桶的上端与Derlin棒下端用螺纹连接；在摩擦桶的下端安装圆锥形探头。所述六根不锈钢针的直径均为4mm，长度均为200mm。本专利技术具有的有益效果是:I)该探头同时测得土壤介质的介电常数、电导率、锥尖阻力以及侧摩阻力，其中锥尖阻力以及侧摩阻力用来鉴定饱和砂性土及密实度，介电常数用来表征砂性土中NAPLs污染物的含量，此外，电导率作为辅助参数，通过砂性土电导率与含水量的相关关系对测试结果予以校验。2)该探头与传统的静力触探(CPT)仪结合起来，实现原位快速、连续贯入和准确的测量，达到了快速筛查NAPLs污染区域范围及污染程度的目的。3)本专利技术设置了两根同轴电缆可进行平行的测试，提高了测试结果的可靠性。4)该专利技术对测试砂性土介电常数和电导率的标定过程具有理论依据强，过程简单的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1本专利技术时域反射法测试探头I一I截面的截面图。图3是饱和砂土中介电常数与NAPLs体积含量关系。图4是饱和砂土中电导率与体积含水量关系。图5是人工设置的NAPLs污染砂土层状分布图。图6是针对图5设置的NAPLs污染砂土层状分布，测得的时域反射波形图。图中:1、同轴电缆，2、Derlin棒，3、螺纹，4、螺钉，5、不锈钢针，6、摩擦桶，7、圆锥形探头，8、探杆。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。如图1、图2所示，本专利技术包括探杆8，在探杆8下面依次设有摩擦桶6和圆锥形探头7 (即传统静力触探仪探头);在所述探杆8与摩擦桶6之间还装有时域反射法测试探头；该时域反射法测试探头的结构如下:本专利技术在中空的Derlin棒2的上端与探杆8用螺纹3连接；在Derlin棒2中部的一段圆柱面上嵌入对称分布的六根不锈钢针5 ;六根不锈钢针5上、下端与Derlin棒2分别用12个螺钉4固定；两根同轴电缆I从探杆经上端的Derlin棒中空部分穿入，其中不锈钢针上端且通过Derlin棒2直径的一对螺钉4分别与各自同轴电缆I内导体焊接，位于所述一对螺钉4两侧的相邻两个螺钉4各自为一组，分别与各自同轴电缆I外导体焊接，其具体连接方式见图2中箭头所示；摩擦桶6的上端与Derlin棒2下端用螺纹3连接；在摩擦桶6的下端安装圆锥形探头7。所述六根不锈钢针5的直径均为4_，长度均为200_。这六根钢针及其相连的两根同轴电缆组成了时域反射法测试探头，现场勘查时，通过信号发射器发射一个电磁脉冲，此脉冲通过同轴电缆及不锈钢针传播，在遇到阻抗不连续的地方发生反射并由示波器记录该反射信号，最终通过分析该反射信号获得介质的介电常数和电导率。所述时域反射法测试探头安装在传统静力触探仪(CPT)的探杆上。本专利技术的工作原理如下:I)该触探探头对砂性土介电常数及电导率的标定按如下公式进行:介电常数:权利要求1.一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头，包括探杆，在探杆下面依次设有摩擦桶和圆锥形探头；其特征在于:在所述探杆与摩擦桶之间还装有时域反射法测试探头；该时域反射法测试探头的结构如下:在中空的Derlin棒的上端与探杆用螺纹连接；在Derlin棒中部的一段圆柱面上嵌入对称分布的六根不锈钢针；六根不锈钢针上、下端与Derlin棒分别用螺钉固定；两根同轴电缆从探杆经上端的Derlin棒中空部分穿入，其中不锈钢针上端且通过Derlin棒直径的一对螺钉分别与各自同轴电缆内导体焊接，位于所述一对螺钉两侧的相邻两个螺钉各自为一组，分别与各自同轴电缆外导体焊；摩擦桶的上端与Derlin棒下端用螺纹连接；在摩擦桶的下端安装圆锥形探头。2.根据权利要求1所述的一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头，其特征在于:所述六根不锈钢针的直径均为4mm，长度均为200mm。全文摘要本专利技术公开了一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头。在传统静力触探仪的探杆与摩擦桶间安装时域反射测试探头；该时域反射测试探头结构如下中空的Derlin棒外表面嵌入对称的六根不锈钢针并与Derlin棒用螺钉固定；两根同轴电缆内导体分别与Derlin棒上端的，并且通过直径的一对螺钉焊接，位于所述一对螺钉两侧的相邻两个螺钉各自为一组，分别与各自同轴电缆外导体焊接。该触探探头可以快速、连续、准确的测得不同深度土层的介电常数、电导率、锥尖阻力和侧摩阻力。利用这些电学和力学参数可鉴定NAPLs污染砂性土场地污染区域及污染程度。本专利技术为NAPLs污染场地的快速筛查提供了有力的工具。文档编号G01V3/12GK103116189SQ20131002229公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日专利技术者詹良通, 穆青翼, 陈云敏, 柯瀚 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于NAPLs污染砂性土场地勘察的原位连续贯入触探探头，包括探杆，在探杆下面依次设有摩擦桶和圆锥形探头；其特征在于：在所述探杆与摩擦桶之间还装有时域反射法测试探头；该时域反射法测试探头的结构如下：在中空的Derlin棒的上端与探杆用螺纹连接；在Derlin棒中部的一段圆柱面上嵌入对称分布的六根不锈钢针；六根不锈钢针上、下端与Derlin棒分别用螺钉固定；两根同轴电缆从探杆经上端的Derlin棒中空部分穿入，其中不锈钢针上端且通过Derlin棒直径的一对螺钉分别与各自同轴电缆内导体焊接，位于所述一对螺钉两侧的相邻两个螺钉各自为一组，分别与各自同轴电缆外导体焊；摩擦桶的上端与Derlin棒下端用螺纹连接；在摩擦桶的下端安装圆锥形探头。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹良通，穆青翼，陈云敏，柯瀚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：