本發(fā)明涉及巖土工程，更具體的說是涉及一種用于模擬酸雨侵蝕路基路面材料的半動態(tài)淋濾裝置。

背景技術(shù)：

1、我國軟土分布廣泛，主要位于沿海、平原地帶、內(nèi)陸湖盆、洼地及河流兩岸地帶，沿海、平原地帶軟土多位于大河下游入海三角洲或沖積平原處，如長汀、珠江三角洲地帶，塘沽、閩江口平原等地帶；內(nèi)陸湖盆、洼地則以洞庭湖、洪澤湖、久湖、滇池等地為代表；山間盆地及河流中下游兩岸漫灘、階地、廢棄河道等處也常有軟土分布。軟土由于其高含水量、低強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度差等特點(diǎn)，在工程建設(shè)中經(jīng)常會帶來危害，將軟土換填成工程性質(zhì)良好的土體固然可以處理軟土帶來的工程問題，但是其經(jīng)濟(jì)效益較低。此外，我國是全球三大酸雨區(qū)，長江以南地區(qū)更是成為全球酸雨中心。降雨等環(huán)境的影響可能會導(dǎo)致軟土路基路面的強(qiáng)度降低，影響軟土路基路面的耐久性，進(jìn)而對工程安全性造成嚴(yán)重的影響。然而，關(guān)于軟土路基路面受酸雨侵蝕后的長期穩(wěn)定性研究一直比較缺乏，因此對軟土路基路面受酸雨侵蝕后淋濾特性的研究十分重要。

2、目前，常用的模擬酸雨侵蝕的方法為半動態(tài)淋濾試驗(yàn)。半動態(tài)淋濾(semi-dynamicleaching)是一種用于評估重金屬污染固化土或建筑基材在酸性溶液、鹽溶液等作用下受侵蝕情況或釋放污染物潛力的方法。它結(jié)合了動態(tài)淋濾和靜態(tài)淋濾的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)設(shè)定的時間間隔定期更新或更換淋濾液，以達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中路基材料與淋濾液體的相互作用。目前試驗(yàn)中進(jìn)行淋濾試驗(yàn)的常規(guī)做法中主要用到的器材為燒杯和透水石，通過不斷更換燒杯和淋濾液來完成，而缺乏針對該實(shí)驗(yàn)專門的儀器設(shè)備。且由于試驗(yàn)所用淋濾液具有一定侵蝕性，濾出液中通常也含有大量重金屬等有害物質(zhì)，目前試驗(yàn)所用裝置存在收集濾出液或更換淋濾液的過程中不可避免接觸到溶液或溶液飛濺的問題，從而對人體造成一定傷害。

3、因此，針對目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏安全性，本發(fā)明旨在提供一種可在整個實(shí)驗(yàn)過程中避免直接接觸淋濾液，且有效防止濾出液飛濺的模擬酸雨侵蝕路基路面材料的半動態(tài)淋濾裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可在整個實(shí)驗(yàn)過程中避免直接接觸淋濾液，且有效防止濾出液飛濺的模擬酸雨侵蝕路基路面材料的半動態(tài)淋濾裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種用于模擬酸雨侵蝕路基路面材料的半動態(tài)淋濾裝置，包括：

4、架體；

5、供液箱，所述供液箱固定在所述架體頂端上，所述供液箱內(nèi)部間隔安裝有多個提拉隔板，多個所述提拉隔板將所述供液箱內(nèi)部空間分隔為多個供液腔，每個所述供液腔上均連接有出液管，所述出液管上均安裝有開關(guān)閥；

6、噴淋罩，所述噴淋罩內(nèi)部空間為儲液腔，所述儲液腔與所述出液管連接且連通，所述噴淋罩的底端面上安裝有多個均與所述儲液腔連通的噴淋頭；

7、土樣淋濾筒，所述土樣淋濾筒為間隔安裝在所述架體上的多個，多個所述土樣淋濾筒的上筒口分別位于多個所述噴淋罩的下方，多個所述噴淋頭向所述土樣淋濾筒內(nèi)的土樣均勻噴淋濾液；

8、濾液控制閥，所述濾液控制閥為間隔安裝在所述架體上的多個，多個所述濾液控制閥的上閥口分別與多個所述土樣淋濾筒的下筒口對接；

9、透明濾液收集箱，所述透明濾液收集箱為多個，其分別與多個所述濾液控制閥下閥口連接。

10、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種用于模擬酸雨侵蝕路基路面材料的半動態(tài)淋濾裝置，該裝置可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求調(diào)節(jié)試驗(yàn)中所用提拉隔板的位置和數(shù)量，既可以研究不同淋濾液對同一土樣的淋濾特性的影響，也可以將提拉隔板全部提起，使各供液腔相互連通，做相同淋濾液不同土樣的淋濾實(shí)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)同時進(jìn)行多組試驗(yàn)，操作靈活提高效率。具體的，以三個提拉隔板，將供液箱分隔為四個供液腔為例進(jìn)行說明：

11、模擬不同淋濾液對相同土樣的侵蝕作用：將待測土體等量地分成四份，并按照相同的標(biāo)準(zhǔn)制備成尺寸完全相同的土樣放置在四個土樣淋濾筒中，將供液箱中的三個提拉隔板全部放下，將供液箱分割為四個供液腔，每個供液腔用于存放一種特定的淋濾液(如分別放置ph為2、4、8、12的硫酸溶液)，在供液箱的每個供液腔內(nèi)注入對應(yīng)的淋濾液。開始試驗(yàn)時，打開開關(guān)閥，讓淋濾液分別通過噴淋頭均勻、細(xì)密地浸潤各自對應(yīng)的土樣淋濾筒中的土樣，當(dāng)被試土樣完全浸沒在淋濾液后關(guān)閉開關(guān)閥，待土樣與淋濾液接觸到半動態(tài)淋濾試驗(yàn)規(guī)定時長后，通過濾液控制閥，使土樣淋濾筒的濾液流入至透明濾液收集箱中，在此過程中控制淋濾液與各土樣的接觸時間保持一致，收集淋濾后的濾液，并記錄每種淋濾液對土樣的影響，從而探究評估不同淋濾液對土樣的侵蝕效果。

12、還可以模擬相同淋濾液對不同土體的侵蝕作用。將供液箱內(nèi)部三塊提拉隔板全部向上提拉，使四個供液腔全部連通，并在供液腔內(nèi)裝入一種模擬酸雨的淋濾液(如一定濃度的硫酸溶液)，將四種不同類型的被試土體(如采用四種不同固化劑固化的土體)根據(jù)相同標(biāo)準(zhǔn)制備成尺寸完全相同試樣，打開開關(guān)閥，讓淋濾液分別通過噴淋頭均勻、細(xì)密地浸潤各自對應(yīng)的土樣淋濾筒中的土樣，當(dāng)被試土樣完全浸沒在淋濾液后關(guān)閉開關(guān)閥，待土樣與淋濾液接觸到半動態(tài)淋濾試驗(yàn)規(guī)定時長后通過濾液控制閥，使土樣淋濾筒的濾液流入至透明濾液收集箱中，在此過程中控制淋濾液與各土樣的接觸時間保持一致，從而探究評估同一種淋濾液對不同固化土樣的侵蝕效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過濾液控制閥，使土樣淋濾筒的濾液流入至透明濾液收集箱中，收集和分析每個土樣的濾出液，并詳細(xì)記錄同一種淋濾液對不同固化土樣的侵蝕影響，系統(tǒng)地評估和比較相同淋濾液在不同土體上的侵蝕效果，進(jìn)而為用作路基材料的固化土體耐久性和穩(wěn)定性研究提供有力的數(shù)據(jù)支持。

13、因此，本發(fā)明通過設(shè)置多個供液腔、多個土樣淋濾筒、多個濾液控制閥、多個透明濾液收集箱，能有效模擬軟土路基路面材料受酸雨侵蝕，實(shí)現(xiàn)多組靈活高效的淋濾試驗(yàn)；并且，通過噴淋頭實(shí)現(xiàn)淋濾液的均勻噴灑濕潤土樣，可更好的模擬酸雨侵蝕的效果，改善出水管在淋濾時溶液不能均勻地覆蓋到土樣的問題；另外，從透明濾液收集箱中可便捷地觀察土樣淋濾筒內(nèi)的濾出液是否盡數(shù)流出，而且在整個半動態(tài)淋濾過程中，濾液控制閥始終與透明濾液收集箱緊密連接，有效確保了濾出液的順暢流入，防止實(shí)驗(yàn)過程中濾出液飛濺或泄漏到透明濾液收集箱外部的風(fēng)險，保證了實(shí)驗(yàn)的安全性。

14、進(jìn)一步的，所述架體上間隔固定有多個支撐筒座，所述支撐筒座的內(nèi)壁一側(cè)固定有第一半圓形擋板，所述支撐筒座內(nèi)壁另一側(cè)與所述第一半圓形擋板之間的間隙為濾液流出孔，所述土樣淋濾筒的下筒口搭接在所述第一半圓形擋板上；

15、所述濾液控制閥包括：

16、閥筒體，所述閥筒體的頂部外壁與所述支撐筒座內(nèi)壁螺紋連接，所述閥筒體的底部與所述透明濾液收集箱螺紋連接；

17、第二半圓形擋板，所述第二半圓形擋板固定在所述閥筒體的上筒口處，并在所述閥筒體的上筒口處形成半圓孔洞，所述閥筒體上筒口與所述土樣淋濾筒下筒口對接，轉(zhuǎn)動所述閥筒體可使所述第二半圓形擋板遮蔽所述濾液流出孔以及使所述半圓孔洞連通所述濾液流出孔。

18、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：在半動態(tài)淋濾試驗(yàn)開始之前，向上旋緊閥筒體至最頂端，此時閥筒體上的第二半圓形擋板正好擋住濾液流出孔，控制淋濾液不能從土樣淋濾筒中流出，保證淋濾液充分浸泡被測土樣，之后，向下旋轉(zhuǎn)閥筒體，使閥筒體上的第二半圓形擋板不再遮擋濾液流出孔，此時，土樣淋濾筒的淋濾液經(jīng)濾液流出孔直接流至透明濾液收集箱中進(jìn)行收集，而在此過程中，因透明濾液收集箱與閥筒體始終連接為一體，不會存在淋濾液飛濺傷人的問題，當(dāng)收集完后，將透明濾液收集箱從閥筒體上旋下，即可對土樣的濾出液進(jìn)行分析，操作極其便捷、安全。

19、進(jìn)一步的，所述閥筒體的外壁上套設(shè)有用于與所述支撐筒座內(nèi)壁密封接觸的密封橡膠圈。

20、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：避免濾出液泄露而發(fā)生危險，并且，密封橡膠圈也可增大閥筒體與支撐筒座之間的旋緊力，使得閥筒體與支撐筒座安裝更加密封、牢固不松脫。

21、進(jìn)一步的，所述土樣淋濾筒包括：相互扣合的第一半圓形筒體和第二半圓形筒體，所述第一半圓形筒體和所述第二半圓形筒體均與所述支撐筒座可拆卸連接。

22、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：便于試驗(yàn)完畢后，土樣從土樣淋濾筒中脫模，即打開第一半圓形筒體和第二半圓形筒體即可將淋濾后的土樣取出，操作極其便捷。

23、進(jìn)一步的，所述第一半圓形筒體和所述第二半圓形筒體通過榫卯結(jié)構(gòu)扣合連接。

24、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：易于第一半圓形筒體和第二半圓形筒體的快速拆裝，操作便捷。

25、進(jìn)一步的，所述第一半圓形筒體和所述第二半圓形筒體通過連接螺栓連接。

26、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：通過連接螺栓提高第一半圓形筒體和第二半圓形筒體的扣合穩(wěn)固性，避免在試驗(yàn)過程中二者松脫分離而造成試驗(yàn)失敗、淋濾液飛濺傷人問題。

27、進(jìn)一步的，所述第一半圓形筒體的兩側(cè)外壁均固定有第一半環(huán)，所述第二半圓形筒體的兩側(cè)外壁均固定有第二半環(huán)，所述第一半環(huán)和所述第二半環(huán)對接形成環(huán)扣，所述連接螺栓穿過所述環(huán)扣并通過鎖緊螺母固定。

28、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：當(dāng)?shù)谝话雸A形筒體和第二半圓形筒體扣合后，第一半環(huán)和第二半環(huán)也扣合形成環(huán)口，此時，使用連接螺栓和鎖緊螺母鎖緊固定即可。

29、進(jìn)一步的，所述支撐筒座上間隔固定有兩個卡接固定柱，所述第一半圓形筒體和所述第二半圓形筒體的外壁上均固定有固定耳板，所述固定耳板上均設(shè)有卡接缺口，所述卡接固定柱卡接在所述卡接缺口上。

30、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：易于土樣淋濾筒與支撐筒座的快速拆裝。

31、進(jìn)一步的，所述卡接固定柱上螺接有兩個壓緊螺帽，兩個所述壓緊螺帽分別壓接在所述固定耳板的頂端面和底端面上。

32、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：提高土樣淋濾筒與支撐筒座的安裝穩(wěn)固性。

33、進(jìn)一步的，所述供液箱上設(shè)有用于蓋接所述供液腔的蓋板，所述蓋板上設(shè)有提手。

34、采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是：將蓋板提起，即可對相應(yīng)的供液腔添加或更換淋濾液。