阅读说明：本技术 一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置 (Indoor test device for researching water content change rule of garbage soil degradation process ) 是由 陈赟 罗敏敏 谢海建 黄家晟 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置,试验装置包括模型箱体、TDR传感器、温度传感器、滤水层、排水管网。排水管网位于模型箱体的底部,用于收集和排出模型箱体的渗滤液；滤水层位于排水管网的上部,且滤水层包括位于下部的碎石滤层和位于上部的土工织物滤层,滤水层上部提供待研究的垃圾土的放置空间；TDR传感器和温度传感器悬吊在模型箱体中,当待研究的垃圾土放入后,TDR传感器和温度传感器埋设于待研究的垃圾土中。本发明装置可用于室内研究垃圾土在降解过程中的含水率变化规律。(The invention relates to an indoor test device for researching water content change rule in garbage soil degradation process. The drainage pipe network is positioned at the bottom of the model box body and is used for collecting and discharging percolate of the model box body; the water filtering layer is positioned at the upper part of the drainage pipe network and comprises a gravel filtering layer positioned at the lower part and a geotextile filtering layer positioned at the upper part, and the upper part of the water filtering layer provides a placement space for the garbage soil to be researched; the TDR sensor and the temperature sensor are suspended in the model box body, and after the garbage soil to be researched is put into the model box body, the TDR sensor and the temperature sensor are buried in the garbage soil to be researched. The device can be used for indoor research on the change rule of the water content of the garbage soil in the degradation process.)

一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置

技术领域

本发明属于环境岩土领域，尤其是涉及一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置。

背景技术

随着国民经济的发展和人民对美好生活的向往，环境岩土越来越受到重视，其中垃圾填埋场的规范化设计、施工，现有垃圾填埋场的长期稳定性能分析评价，是其重要内容之一。垃圾填埋场的长期稳定性与垃圾堆体的含水率密切相关，而垃圾堆体的含水率又与垃圾土的降解过程有关，因此有必要研究垃圾土在降解过程中的含水率变化规律。针对这一问题，研发本室内试验装置。

发明内容

针对现有试验设备的不足，本发明提出一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置，用于室内研究垃圾土在降解过程中的含水率变化规律。

为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置，该试验装置包括模型箱体、TDR传感器、温度传感器、滤水层、排水管网；

所述模型箱体内壁均匀分布铠装光纤，用于对模型箱体进行加热并控制在恒温状态；所述排水管网位于所述模型箱体的底部，用于收集和排出所述模型箱体的渗滤液；所述滤水层位于所述排水管网的上部，且所述滤水层包括位于下部的碎石滤层和位于上部的土工织物滤层，所述滤水层上部提供待研究的垃圾土的放置空间；所述TDR传感器和温度传感器悬吊在所述模型箱体中，当待研究的垃圾土放入后，所述TDR传感器和温度传感器埋设于待研究的垃圾土中。

进一步地，所述模型箱体的顶部开设排气口与穿线孔，所述TDR传感器和温度传感器的导线及铠装光纤通过所述穿线孔穿出。

进一步地，所述模型箱体的一侧侧壁底部设置出水孔，排水管网通过模型箱体侧壁底部的出水孔排出渗滤液，并由外部的渗滤液收集箱收集渗滤液。

进一步地，所述排水管网的排水管上等间距密布透水孔。

进一步地，所述模型箱体侧壁底部的出水孔处设置开关阀门，且对所述开关阀门与所述出水孔之间的缝隙进行密封。

进一步地，所述土工织物滤层由无纺布制成。

采用本发明提供的试验装置，与现有试验设备相比，具有如下有益效果：

现有的垃圾土含水率的室内试验研究装置，主要集中在含水率测试方法及精度的研究，还没有涉及垃圾土含水率随时间变化规律的研究，本装置的研发可以弥补这一空白，实现垃圾土降解过程含水率变化规律的室内模型试验研究；同时，本试验装置可以控制温度，研究温度对垃圾土降解过程及其含水率变化规律的影响。

附图说明

图1为试验装置三维示意图；

图2为滤水层三维示意图；

图3为排水管网三维示意图；

图4为模型箱内壁铠装光纤分布图。

图示说明：1-模型箱体，2-TDR传感器，3-温度传感器，4-滤水层，5-排水管网，6-渗滤液收集箱，7-排气口，8-穿线孔，9-出水孔，10-垃圾土，11-碎石滤层，12-土工织物滤层，13-透水孔，14-开关阀门，15-铠装光纤。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例是对本发明的解释并不局限于以下实施例。

参照附图1～4所示，本发明的研究垃圾土降解过程含水率变化规律的室内试验装置包括：模型箱体1、TDR传感器2、温度传感器3、滤水层4、排水管网5和渗滤液收集箱6。

模型箱体1从底部向上，依次设置排水管网5和滤水层4，然后在滤水层4的上部空间装填垃圾土10，TDR传感器2和温度传感器3的上部悬吊在模型箱体1的顶部。模型箱体1的顶部设置排气口7与穿线孔8，排气口7用于排出垃圾土10在降解过程中产生的气体；穿线孔8用于将TDR传感器2和温度传感器3的导线及铠装光纤15引出模型箱体1以外，以便接入测试仪器。当模型箱体1中放入垃圾土10后，TDR传感器2和温度传感器3埋设于垃圾土10中，以测取垃圾土10在不同时刻的含水率和温度，绘制含水率和温度随时间的变化曲线。就本实施例而言，模型箱体1横截面尺寸为0.48m×0.48m，箱体高度1.2m。

所述模型箱体内壁均匀分布铠装光纤15，通过外置的加热系统对其进行加热，以控制模型箱体1内部的温度，实现温度影响的研究。

所述模型箱体1的一侧侧壁底部设置出水孔9，使得排水管网5可以通过出水孔9排出渗滤液，并由渗滤液收集箱6收集渗滤液；出水孔9处设置开关阀门14，开关阀门14与排水管网5相连接，并对开关阀门14与出水孔9之间的缝隙进行密封处理，就本实施例而言，采用玻璃胶进行密封。

所述滤水层4包括两层，底下一层是碎石滤层11，其上一层是土工织物滤层12。就本实施例而言，碎石滤层11采用级配良好的碎石土，土工织物滤层12采用无纺土工布。

所述排水管网5在排水管上等间距密布透水孔13。就本实施例而言，采用直径25mm的PVC管作为排水管，按“两横四纵”构成排水管网5；透水孔13每个5cm布设1个，孔径1cm，采用电钻成孔。

本发明的原理为：电磁波在不同介质的交界面处会产生反射，基于表面反射法的TDR传感器可以有效测得电磁波在空气段与被测土体的界面的反射系数；根据TDR传感器测得的界面反射系数，可以通过相应的公式换算得到被测土体的含水率；而随着时间的变化，土体的含水率发生变化，将TDR传感器埋设于土体中，可以实时获得土体含水率随时间的变化规律。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的涵盖范围之内。