用于研究污染场地桩基打设时污染气体运移的模型装置的制造方法_2

文档序号:9863640阅读:来源:国知局
锈钢管18。
[0022]在上述实施例中,预制粧7埋设在模型箱I中。预制粧7的底端穿过集气室10,位于土体层2中,污染气体释放设备4向模型箱I的底部中通入污染气体。污染气体通过碎石层11向上流动,再依次通过细砂层12和土体层2,最后通过破损的污染气体水平隔离层3,流向集气子室1I中。通过与集气子室101连接的气体收集装置5来收集气体,同时,气体收集装置5还向集气子室101中通入清洁的空气,以保证集气子室101内的压力及气体组成和真实的外界大气环境一致。因为污染气体逸出水平隔离层3的量会很小,所以向集气子室101内充入与外界大气压相等的空气,确保试验中水平隔离层的上部环境更加接近实际情况,即自然状态下的气体迀移状态。在此过程中,污染气体通过碎石层11时,碎石层11起到污染气体在土体层2中均匀分布的作用,避免污染气体只在几个集中释放区域向上流动,提高检测的准确性。同时,在碎石层11上设置细砂层12,也是进一步提高污染气体在土体层2中均匀分布的作用。碎石层11中的碎石间隙大于细砂层12的砂粒间隙,所以细砂层12可以进一步提高污染气体在水平面上的分布均匀性,使得流向土体层2中的污染气体能够均匀稳定,与实际污染土中的气体含量及分布状态更加接近,保证试验的精确度。
[0023]利用每个气体收集装置5收集的集气子室101的出气量和污染气体释放设备4向模型箱I的排气量,可以测量预制粧7周边的污染气体运移量。
[0024]作为优选方案,所述的气体收集装置5包括充气组件501和集气组件502,充气组件501包括压缩空气储气瓶19、压缩空气开关20、压缩空气压力调节阀21和压缩空气流量计22,压缩空气储气瓶19的出口与集气子室101通过第一管道连通;从压缩空气储气瓶19向集气子室101,压缩空气开关20、压缩空气压力调节阀21和压缩空气流量计22依次设置在第一管道上;集气组件502包括尾气流量计23和尾气开关6,集气子室101的气体出口外部设有第二管道,尾气开关6和尾气流量计23设置在第二管道上。充气组件501用于向集气子室101充入清洁空气,集气组件502用于收集从集气子室101排出的气体。集气子室101排出的气体包括充气组件501向集气子室101充入清洁空气和污染气体释放设备4向模型箱I中排放的污染气体。
[0025]作为优选方案,所述的污染气体释放设备4包括储气瓶13、压力调节开关14和气体流量计15,储气瓶13中盛装污染气体,储气瓶13的出气口通过第三管道与气体分散管16的进气口连接,压力调节开关14和气体流量计15设置在第三管道上。污染气体释放设备4用于向模型箱I中排入污染气体。打开压力调节开关14,储气瓶13中盛装的污染气体从压力调节开关14,经过气体流量计15流向气体分散管16。气体流量计15用于计量污染气体的流量。
[0026]作为优选方案,所述的模型箱I包括模型箱框架8和钢化玻璃9,钢化玻璃9固定连接在模型箱框架8的五个面上;模型箱I具有气密性。模型箱I具有气密性是为了提高检测的准确性,确保从污染气体释放设备4排出的气体只从模型箱I的顶部流出,即从集气室10中流出,而不从模型箱I的侧部和底部流出。
[0027]作为优选方案,所述的污染气体水平隔离层3为压实黏土衬垫(CCL)、土工膜(GM)或者土工合成材料黏土衬垫(GCL)制成。污染气体可以从污染气体水平隔离层3渗出。若采用土工膜或土工合成材料黏土衬垫,只需将该类型的衬垫裁剪成与模型箱相应的尺寸,试验时直接覆盖于充填土表面即可。若采用压实黏土衬垫,则需按照相应的规范进行击实。在施工过程中,由于施工机械的震动、施工人员的活动都会对衬垫造成一定的破坏,使得衬垫产生裂缝,试验中采用钻孔的方式模拟上述裂缝,其中钻孔的直径、分布及数量可以依据施工方法的不同进一步确定。试验中为了防止污染气体从污染气体水平隔离层3和模型箱I的接触缝中渗漏,在该接缝处用沥青、石蜡等热塑材料进行填充。
[0028]作为优选方案,所述的气体分散管16上设有盲孔17,且气体分散管16外壁面包覆纱布层,纱布层覆盖盲孔17。设置纱布层是为了防止碎石、细砂或者土体堵塞盲孔17。污染气体从盲孔17流出,流向碎石层11。所述的盲孔17均匀分布在气体分散管16上,气体分散管16均匀分布在模型箱I中。均匀设置盲孔17和气体分散管16,是为了尽可能让污染气体均匀分布,以准确测量粧基施作中气体运移的过程。
[0029]在本优选例中,在粧的两测各设置3个集气子室,每个集气子室的长度为0.3m,高度为0.2m,集气子室101纵向长度与模型箱I纵向长度一致,例如为0.6m。由于预制粧7的影响,在预制粧7的附近很难设置一个完整的集气子室,但预制粧7周围的污染气体迀移特征是我们更加关注的,可以在预制粧7附近(即模型箱中间的部位)多设置一些集气子室,一方面适应了模拟粧施作的需要,另一方面还使得试验可以更加精确有效。本优选例中,在预制粧7的两侧(模型箱中间)设置两个集气子室,故最终的集气室由8个集气子室组成,气室为8连体五面帽型。试验时覆盖于污染气体水平隔离层3上侧,并在集气室10和污染气体水平隔离层3之间放置橡胶垫,防止气体在接触面泄露,同时将整个集气室10用螺栓和模型箱I顶部固定。
[0030]作为优选,所述的土体层2为某一实际污染场地的污染土,保证试验时与污染场地原位土的密实度一致,以更好的反映出原位土的气体迀移特征,也可以是任意种类的细粒土或者细砂。试验时要保证土体均匀的压实度,填满整个模型箱I。另外,为了保证污染气体的均匀分布,在模型箱I的底层分别填筑碎石层11和细砂层12,并夯实。储气瓶13中所盛装的气体可以采用污染场地对应的挥发性气体,但试验时要做好通风,保证试验人员的安全,也可以采用安全的气体代替,比如二氧化碳、氮气等气体。试验时可以根据研究的需要通入一种气体或者多种气体。对于多种气体可以采用模型箱外混合或者内部混合。试验前放置于储气瓶13中,试验时用压力调节开关14和气体流量计15控制气体的压力及流出量。压缩空气储气瓶19是采用压缩空气在试验时进行空气的注入,用于模拟自然条件下的空气流动,流速和压力根据当地的气温、压强及风速等条件确定。压缩空气流量计22可以量测一定时间的气体溢出量,如果试验时采用非毒性气体,尾气可以直接排入空气,则出口可以与大气相连;如果采用污染气体,则需要连接集气袋等污染气体回收器具。
[0031]所述预制粧7由钢管和钢板焊接得到,本实施例中粧的直径为0.2m,高位1.2m。其中粧的施工采用人工方式进行开挖,通过使用洛阳铲开挖到预定深度Im后,将预制粧埋入;待粧埋入之后,可以用千斤顶配合反力架对粧顶施加荷载用以模拟建筑荷载,可以进一步用于污染土场地中,粧基础在荷载的长期作用下的有机污染物迀移特征;如果要研究上述长期效应,预制粧的表面需要用胶水固定一定量的细砂,用以模拟粧身的粗糙表面特征,另夕卜,可以在粧顶部施加荷载模拟建筑荷载。
[0032]本发明实施例中的模型装置的安装及工作过程如下:
1.气密性检查:将集气室10覆盖于模型箱I上侧,加橡胶垫后用螺栓与之固定,并将集气室10上的粧预留孔用橡胶塞堵塞。关闭气体收
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