[发明专利]一种垃圾土模拟降解沉降观测仪及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾土模拟降解沉降观测仪及其测试方法，属于填埋垃圾降解沉降研究的实验技术领城。

背景技术

随着我国经济的发展及城市化程度日益提高，城市生活垃圾日益增加，造成的危害也日益严重，垃圾污染己成为我国政府高度重视和着力解决的重大环境保护问题之一。垃圾填埋作为垃圾处理方式之一，相比之下由于它具有技术可靠、工艺简单、管理方便、投资少等优点而成为现阶段我国及许多发达国家的首选，因此在这方面进行研究是非常有必要且非常具有前景。我国在垃圾填埋研究方面的起步较晚，研究人员不多，成果较少，与国外相比落后许多，极大地制约着我国填埋场的建设与发展。

根据生活垃圾卫生填埋技术规范规定，垃圾填库容应保证填埋场使用年限在10年以上，特殊情况下不应低于8年。现代化卫生填埋场垃圾的堆填高度较大，可达上百米，因此在较长的填埋过程中垃圾土不仅在自重应力作用下发生沉降变形，而且新填埋垃圾也引起已填垃圾的变形，垃圾中有机物的降解作用也同时伴随发生，使得固体组分减小，产生气体和液体，引起垃圾的变形并对填埋场的安全稳定产生影响，垃圾降解受温度以及围压影响较大。

目前，大部分垃圾土降解沉降观测仪施力系统多采用杠杆或者滑轮系统，当垃圾填埋深度达百米时，仅用杠杆或滑轮系统可能不满足竖向应力的施加要求。同时，目前的垃圾土降解沉降观测仪在测试过程中，对垃圾土沉降位移的变化，主要采用游标卡尺人工读数的方法进行，自动化程度较低。

因此，需要研制一种能同时考虑应力的增长以及温度、渗滤液回灌耦合作用的垃圾土模拟降解信息自动采集沉降观测仪。

发明内容

本发明的目的在于提供能考虑温度和应力增长系统的一种模拟城市生活垃圾降解沉降信息自动采集观测仪。

本发明采用的技术方案是：一种垃圾土模拟降解沉降观测仪，它包括渗滤液循环装置、垃圾土降解沉降模拟装置和全自动信息采集系统，它还包括液压伺服轴向加压装置和恒温水浴温度控制系统，所述垃圾土降解沉降模拟装置采用双层结构的壳体，用螺栓固定在一起的壳体、底座和盖板的内腔形成一个恒温室，在恒温室的中央放置一个有机玻璃筒，位于有机玻璃筒中的活塞经承压头、传力轴连接所述伺服轴向加压装置的加力器；在传力轴上设有一个位移传感器，在恒温室中设有一个温度传感器，在承压头的上平面设有一个内置力传感器；所述双层结构的壳体通过温水循环进口接头、温水循环出口接头与所述恒温水浴温度控制系统连接，所述全自动信息采集系统通过电脑、位移传感器、温度传感器和内置力传感器进行数据自动采集和控制。

所述恒温室设有一个恒温室进水接头和一个恒温室排水接头。

所述有机玻璃筒、底座和活塞的中间构成一个垃圾土试样室，在底座上设有一个垃圾土试样室与渗滤液收集接头连接的管道，在活塞和承压头上设有一个垃圾土试样室通过软管连接渗滤液回灌接头的管道和一个通过软管连接反应气收集管接头的管道。

所述的一种垃圾土模拟降解沉降观测仪的测试方法包括如下步骤：

(a)首先将垃圾土降解沉降模拟装置调整水平，通过支撑平台下部的水平调节装置使整个支撑平台处于水平状态；

(b)然后检查活塞与有机玻璃筒之间、底座与有机玻璃筒之间和各种外接管口的密封性；

(c)测试传力轴与垂直导向套之间及活塞和机玻璃筒之间的摩擦力；

(d)确定密闭性良好和摩擦力之后，然后进行装样，将试样平均分份后进行分层装填；

(e)填实至规定高度并控制试样的装样密度,然后通过恒温室进水口加入恒温水，并通过双层结构的壳体接入恒温水浴循环，使试验的加载保持在同一温度下；

(f)最后打开自动采集和控制系统，检查位移传感器、内置力传感器以及温度传感器，根据试验要求，通过荷载实现分级加载或者一次性加载，并采用自动采集系统测量相关的位移和压力数据,根据不同时刻的读数，得到沉降随时间的变化规律。

本发明的有益效果是：这种垃圾土模拟降解沉降观测仪通过设置内置力传感器，可以测量传力轴与垂直导向套之间以及活塞和有机玻璃筒之间的摩擦力并在加载时予以消除，比以往的垃圾土压缩沉降仪器更先进。外置位移传感器通过全自动信息采集程序，对垃圾土的沉降测量更加准确。通过双层结构的壳体接入恒温水浴循环，使试验的加载保持在同一温度下。采用分级加载自动控制、全自动信息采集和控制程序，当某时段内的沉降量小于某值时，控制伺服加载器进入下一级加载。

附图说明

图1是垃圾土模拟降解沉降观测仪的外接设备示意图。