[实用新型]一种尾矿材料及其土工织物的淤堵实验装置

说明书

本实用新型公开一种尾矿材料及其土工织物的淤堵实验装置，包括冷却管支架、冷凝管、压力表Ⅰ、水管、压力表Ⅱ、顶盖、上筒、测压管、中筒、土工织物、承压滤网、下筒、排水管、漏斗、收集瓶、溢水管、蒸馏水导水管、蒸馏水发生器、止水阀门、蒸馏水集水箱、常温蒸馏水集水箱、阀门Ⅱ、喷头、承压透水板、滤膜、排水阀；本实用新型可以用来进行尾矿库中土体及其排渗材料的淤堵实验，通过开展不同尾矿材料、不同土体压实度、不同孔径的土工织物进行渗滤实验，分析不同尾矿在不同密实度下的渗流变化规律，同时分析不同条件下不同土工织物的渗透特性，为选择合适的土工织物提供参考，为尾矿库及各类排渗工程的稳定性预测及灾害防治提供了理论依据。

技术领域

本实用新型涉及一种尾矿材料及其土工织物的淤堵实验装置，属于矿山岩土工程、边坡工程与环境工程技术相交叉的技术领域。

背景技术

淤堵是发生在多孔介质渗流过程中的普遍现象，尾矿坝体发生淤堵，会降低坝体的渗透性，导致尾矿坝排渗不畅，从而大大降低其稳定性与安全性，极大增加其溃坝的风险。在有尾矿库的渗流过程中，为保证尾矿库坝体排水通畅，并防止渗流出口处发生渗透破坏，通常都需设置反滤层。土工织物主要用于水利、海岸防护、抗洪救险、沼泽地恢复、冲刷防治、填海造陆和垃圾处理等领域，现在在我国铁路、公路、电力、海港、矿山、建筑以及军事工程领域开始应用。但是，土工织物用作滤层时，水从被保护土体中流过织物，在流动过程中可能使土颗粒封闭在织物表面或阻塞在织物内部，出现淤堵现象，使渗流流量减小。淤堵严重时会使滤层失去排水过滤作用，给岩土体造成严重危害。但是实际的工程中土-土工织物的反滤过程是很复杂的，土工织物的过滤效果会受到很多因素的影响。主要表现在以下几个方面：1.对于不同性质的土（如粘粒含量不同、所含金属离子的数量和种类不同、孔隙率不同等），过滤效果不同；2.土工织物的种类、过滤孔径、结构、厚度等；3.土壤中气体含量及微生物的种类和数量等；4.外部条件的影响（如外部荷载和水利条件等）。这些条件的不同，都会导致土-土工织物不同程度的淤堵，因此，尾矿颗粒-土工织物的淤堵问题成为尾矿库排渗处理技术的一个关键难题。当土工织物的过密时，极易产生淤堵，而当其孔隙太稀疏时，又会引起土颗粒的流失，所以对不同颗粒粒径的尾矿材料，采取哪种等效孔径的土工织物是实验探究的一个重要问题。前人已经从粘性土的级配、不同厚度情况下土工织物拉应变对系统的梯度比、非连续级配土组成的反滤系统的梯度比、水力梯度、土壤密实度、孔隙水压力等方面进行了研究，进而去探究土工织物的淤堵问题。但当前探究土工织物淤堵问题的实验时都是只能分开的去研究以上问题的其中几种，而没有一个实验装置能够同时对不同颗粒级配、不同压实度、不同降雨强度、不同孔隙水压、不同水力梯度、不同厚度下的尾矿材料-土工织物淤堵问题开展研究，其简单的淤堵实验仅能看出某些个别因素对淤堵的影响，而不能获得复杂多因素条件下尾矿材料-土工织物淤堵产生的综合效应。同时，本实验装置还能测定渗流水及其土工织物淤堵物中微生物的变化，从而获取土体中微生物对土工织物的生物淤堵特性。

发明内容

本实用新型提供一种尾矿材料及其土工织物的淤堵实验装置，包括冷却管支架1、冷凝管2、压力表Ⅰ3、水管4、压力表Ⅱ5、顶盖9、上筒10、测压管12、中筒13、土工织物15、承压滤网16、下筒17、排水管18、漏斗20、收集瓶22、溢水管23、蒸馏水导水管24、蒸馏水发生器25、止水阀门26、蒸馏水集水箱27、常温蒸馏水集水箱31、阀门Ⅱ32、喷头34、承压透水板35、滤膜37、排水阀38；

蒸馏水发生器25 通过蒸馏水导水管24 与蒸馏水集水箱27 连接，蒸馏水导水管24 上设置止水阀门26，蒸馏水集水箱27 上设有溢水管23，蒸馏水集水箱27通过冷凝管2与常温蒸馏水集水箱31 连接，冷凝管2 缠绕在冷却管支架1 上，冷却管支架1设置在常温蒸馏水集水箱31上，冷却管支架1是筒状结构，筒状结构内部装有制冷材料，常温蒸馏水集水箱31 底部开孔并连有水管4，水管4上设有压力表Ⅰ3、阀门Ⅱ32，水管4的另一端连有一个以上的喷头34，