测定水泥土屏障隔离法处置隔离效果的离心机试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境土木工程领域，具体指的是一种测定水泥土屏障隔离法处置隔离效果的离心机试验装置，用于在离心机试验中检测隔离屏障阻挡离子迀移的效果。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会发展产生了日益严重的土壤污染，不仅影响植物的生长发育及其产品的数量和质量，而且通过食物链影响人体健康。如何根据我国国情，系统有效地治理土壤污染，成为环境岩土工作者的一个重要研究方向。
[0003]土工隔离法就是用各种防渗材料，如水泥、粘土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开，以减少或阻止污染物扩散到其它土壤或水体的工艺方法，水泥土屏障隔离法就是最常用的方法之一。该法常常应用于污染严重、易于扩散且污染物又可在一段时间后分解的情况下，如较大规模事故性农药污染的土壤。
[0004]在土工隔离法当中，各种防渗材料的防污性能往往需要靠试验的方法来确定。常用的试验方法有室内吸附试验(亦称分批吸附试验)、室内模型试验、土柱模型试验等等，这些试验将前文提及的防渗材料制作成模型墙。这些方法有各自的优缺点，具体缺点包括耗时长、不符合真是情况、无代表性等等。20世纪80年代，离心机试验开始应用于土工隔离法。相比常规的试验方法，离心试验具有很多优点，如:①能够快速地收集到实验数据；②能够获得和原型一致的应力水平；③可以通过相关参数的相似，用离心模型预测真实的迀移行为。
[0005]具体来说，土工隔离法的离心机试验是通过离心机试验来获得土工隔离防渗墙的某些参数，如水力传导系数、扩散系数等等。它的全过程包括:①土工隔离防渗墙的制作；②离心机试验模型箱的设计及制作；③试验的进行试验结束后的采样及分析。
[0006]其中步骤①③④的主要过程与思路与传统试验并无太大区别，而步骤②相比传统试验存在一定的困难和要求，具体体现在:①在离心机试验当中，防渗材料会受到相比传统试验高达数十倍的土水压力，而防渗材料本身材料具有的强度是
一定的，因此防渗材料有可能会发生破坏在土工隔离法的离心机试验当中，由于水压力和污染物的迀移速度提高了数十倍，因此防渗材料与离心机模型箱之间不能有任何水或者污染物的渗漏；③土工隔离法的离心机试验涉及污染物的迀移，为了保证试验的准确，污染物与离心机模型箱不能有任何的化学反应。
[0007]由于这些困难的存在，使得离心机试验难以进行，亟需对离心机试验的模型箱加以改造和设计去解决这些困难。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种测定水泥土屏障隔离法处置效果的离心机试验模型箱装置。通过试验来取得针对水泥土屏障的扩散系数等参数，然后可以根据扩散-弥散方程来评价污染物通过屏障的击穿时间和使用年限，进而可评价污染场地的水泥土屏障隔离方法及其阻挡离子迀移的效果等。
[0009]本发明的目的实现由以下技术方案完成:一种水泥土屏障隔离法处置效果的室内试验装置，该装置包括离心机模型箱、硬PVC板材隔墙和隔离屏障模型墙，所述离心机模型箱为长方体结构，其内由垂直分布的硬PVC板材隔墙和隔离屏障模型墙将离心机模型箱分隔成四个空仓，所述硬PVC板材隔墙和隔离屏障模型墙呈十字形分布，所述隔离屏障模型墙一侧的二个空仓用于放置待污染土样，另一侧的二个空仓用于放置污染源土样；所述硬PVC板材隔墙的两端分别连接离心机模型箱的左挡板和右挡板，所述隔离屏障模型墙的两端分别连接离心机模型箱的前挡板和后挡板；所述隔离屏障模型墙位于待污染土样一侧设置有PVC条状板材；所述离心机模型箱的前挡板、左挡板、右挡板、后挡板、硬PVC板材隔墙和隔离屏障模型墙连接处依次设有三层止水层，第一层止水层为聚氨酯密封胶，第二层止水层为硅酮耐候胶，第三层止水层为水泥土掺量为15%的新拌水泥土。
[0010]本发明中，所述离心机模型箱前挡板处设有前挡板玻璃，所述前挡板玻璃采用有机玻璃，目的是方面观察试验过程中深部污染物的迀移。
[0011]本发明中，待污染土样的高度、土性视试验需要确定，目的是通过试验前后通过该待污染土样浓度的变化，测定水泥土挡墙隔离离子的效果。
[0012]本发明中，污染源土样应保持与待污染土样一样的高度、土性和体积，目的是通过试验前后通过该污染源土样浓度的变化，测定水泥土挡墙隔离离子的效果，同时保持一致的高度、土性、体积是为了保证水泥土隔离墙在试验过程中不会受到过大的水土压力。
[0013]本发明中，所述PVC板材隔墙采用硬质聚氯乙烯层压板材制作，参考规范(GB/T4454-1996)，厚度为20mm。目的是为了将试验装置一分为二，从而实现多组隔离墙的测试。
[0014]本发明中，隔离屏障模型墙的规格视试验需要制作，参考水泥土配合比设计规程(JGJT 233-2011)。
[0015]本发明中，所述聚氨酯密封胶的作用是强度粘结，其厚度为2mm，凝结时间需要3h。
[0016]本发明中，所述硅酮耐候胶的作用是加强防渗，其厚度为4_，凝结时间需要6h。
[0017]本发明中，水泥土掺量为15%的新拌水泥土的作用是降低与第二、第一层止水层设计接触的污染物浓度，从而提高第二、第一层止水层的可靠度，其厚度为14_，凝结时间需要24h。
[0018]本发明中，PVC条状板材通过螺丝固定至离心机模型箱的内壁上，PVC条状板材由硬质聚氯乙烯层压板材制作，为了使其与污染物不发生反应。
[0019]本发明中，除了前挡板玻璃，离心机模型箱内壁上布满玻璃纤维涂胶布，目的是为了将试验中的污染物与模型箱隔离开。
[0020]本发明中，离心机模型箱前挡板由铝合金制作，强度及防腐蚀效果很好，前挡板中部设有前挡板玻璃，所述前挡板玻璃采用有机玻璃。
[0021]本发明中，离心机模型箱后挡板由铝合金制作，强度及防腐蚀效果很好。
[0022]本发明中，离心机模型箱左挡板由铝合金制作，强度及防腐蚀效果很好。
[0023]本发明中，离心机模型箱右挡板由铝合金制作，强度及防腐蚀效果很好。
[0024]本发明中，离心机模型箱底挡板由铝合金制作，强度及防腐蚀效果很好。
[0025]本发明的有益效果在于: 本发明主要提出了水泥土屏障在离心机的试验装置，利用该装置能够对水泥土屏障进行离心机试验。加固装置和止水设计解决了传统的试验装置在离心机中会出现的墙体破裂和污染物从边界渗漏的问题。主要优点有:(1)加固、防渗效果好；(2)加固、防渗的设计不影响试验的进行；(3)经济合理，花费较少；(4)可以同时测定2组(或以上)的水泥土隔离墙的运移参数，有利于节省花费和试验对比。(5)装置简单、实用易实现。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的示意图。
[0027]图2为本发明的俯视图。
[0028]图3为图2中A-A剖面图(前视图)。
[0029]图4为图2中B-B剖面图(左视图)。
[0030]图5为本发明的隔离屏障的止水设计图。
[0031]图6为本发明的固定装置俯视图。
[0032]图7为图6中C-C剖面图。
[0033]图中标号:1离心机模型箱前挡板玻璃，2待污染土样，3污染源土样，4硬PVC板材隔墙，5隔离屏障模型墙，6聚氨酯密封胶，7硅酮耐候胶，8水泥土掺量为15%的新拌水泥土，9PVC条状板材，10螺丝，11玻璃纤维涂胶布，12离心机模型箱前挡板，13离心机模型箱后挡板，14离