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申请/专利权人：上海大学

摘要：本发明公开了一种测定THMC耦合作用下膨润土渗透扩散的室内试验装置及扩散系数测定方法，试验装置包括压力赋予装置、渗透扩散试验装置、试验数据处理装置。压力赋予装置包括，气压制造机、减压阀、压力控制器、渗滤液补充箱，可满足对渗流场、应力场的试验控制；渗透扩散试验装置主要包括，内部带有渗透舱的有机玻璃筒、恒温控制装置、进水头水管等结构，可以满足对温度场、化学场的试验控制；试验数据处理装置包括电导探测片、尾液收集测定箱、后处理计算机等结构。同时，本发明提出一种扩散系数的测定方法。通过本设备分段分层分时测定膨润土的电导率后，利用理论解计算可得到非稳态时的扩散系数，并可以通过计算机后处理后进行汇总计算。

主权项：1.一种测定THMC耦合作用下膨润土渗透扩散的室内试验装置，其特征在于：试验装置包括压力赋予装置、渗透扩散试验装置、恒温控制装置及试验数据处理装置；压力赋予装置包括气压制造机（3）、减压阀（4）、压力控制器（51）、压力控制器（52）和渗滤液补充箱（6）；由减压阀（4）将气压制造机（3）制造的气压通过压力控制器（51）、压力控制器（52）转化为水压，送入渗滤液补充箱（6）内；渗滤液补充箱（6）中的滤液通过进水阀门（81）、进水阀门（82），在水浴加热盒（9）内加热后进入渗透舱；水浴加热盒（9）对渗流导管（27）中的渗滤液进行水浴加热，对进入渗透舱的溶液进行温度场的控制；该渗透舱处于渗透扩散试验装置中；渗透扩散试验装置包含内部带有渗透舱的有机玻璃筒（12）、恒温控制装置、进水头水管（71）、进水头水管（72）、进水阀门（81）、进水阀门（82）、渗流导管（27）、上下盘固定螺栓（23）、底盘支座螺栓（24）、底部支座撑脚（25）、铝合金支撑（26）的结构；当一定温度、水压的渗滤液通过渗流导管（27），在反向受压的过程中，穿过带有可通导管的底盘（1），连通至有凹槽的底板（11）；在经过有凹槽的底板（11）后，均匀受压于下透水石（132）上，随后通过防止土颗粒进入导管的滤纸，进入膨润土；此时膨润土被乳胶膜（14）紧密包裹，且受制于渗透舱内均匀的围压，进行符合标准的渗透扩散试验；接着，渗滤液中的液体穿过带有可通导管顶盖（10），通过渗流导管（27）进入尾液收集测定箱（22），在尾液收集测定箱（22）中测定渗出液的电导率；有机玻璃筒（12）包含渗透舱（29）、带有可通导管的顶盘（1）和底盘（2）；其中，底盘与顶盘之间采用不锈钢材质用螺帽（23）紧密栓连，通过乳胶膜（14）进行密封，顶盘（1）与底盘（2）的通道仅可使指定半径的渗流导管（27）或导线通过，保证有机玻璃筒（12）的密闭性；渗透舱（29）包括从下到上依次布置为有凹槽的底盖（11）、下透水石（132）、膨润土（28）、上透水石（131）、带有可通导管顶盖（10）；并用乳胶膜（14）将上述设备包裹起来，同时在上、下顶盖间采用乳胶膜（14）紧密的固定，防止围压环境下乳胶膜（14）进行滑移与试样侧漏；有机玻璃筒（12）带有可通导管的顶盘（1）包括和底盘（2），上下盘固定螺栓（23）、底盘支座螺栓（24）、底部支座撑脚（25）、铝合金支撑（26）的结构；其中，上下盘固定螺栓（23）将顶盘（1）和底盘（2）通过铝合金支撑（26）进行紧密的固定，底盘支座螺栓（24）、底部支座撑脚（25）支撑了底盘（2），固定有机玻璃筒（12）；恒温控制装置包括水浴加热盒（9）、电热棒（16）、恒温控制面板（15）；在进入内部带有渗透舱（29）的有机玻璃筒（12）前，渗滤液首先进入水浴加热盒（9）；在水浴加热盒（9）内，渗滤液进行加热升温，在达到指定的温度后，进入有机玻璃筒（12）内；电热棒（16）沿着有机玻璃筒（12）均匀排布，在渗滤液通过水浴加热盒（9）后进入渗透舱（29），根据环境温度的不同，使导致渗透舱（29）的温度变化；因此采用内部温度感应片对舱内溶液温度进行实时监控，在温度有所下降后，采用恒温控制面板（15）对数根沿着有机玻璃筒均匀排布的电热棒（12）进行加热，使得舱内温度回到指定稳定，满足试验温度场的要求；试验数据处理装置包括预埋膜（17）、电导集成线路（18）、电导探测片（19）、尾液收集测定箱（22）、电导探测集中装置（20）、后处理计算机（21）；从渗透扩散试验装置流出的渗滤液将进入尾液收集测定箱（22），通过电导探测集中装置（20）进行测定电导率；电导探测片（19），将其进行若干层上下交错的布置，达到均匀测定不同层土体的要求；电导探测片（19）位于预埋膜（17）的内部，由电导集成线路（18）进行整体调控；需要注意的是，在测定过程中，要求电导集成线路（18）所含的导线与电导仪（20）相连，并将数据连通至计算机，进行非稳态扩散系数的实时计算。

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