[发明专利]一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统和方法

说明书

本发明公开了一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统和方法。贯入式多参数探头装在入口地磅通道的门式框架上，贯入式多参数探头通过电动升降系统安装在门式框架上，高清摄像头装在门式框架纵梁下端；贯入式多参数探头下降并插入渣土中；通过载荷传感器和信号采集器采集圆锥指数测试结果；贯入式多参数探头下降至到渣土内部时，信号发生器发出电磁波，回波信号路返回获得渣土的介电常数与电导率，进而判断污染。本发明采用贯入式多参数探头获得渣土工程性和污染性检测数据，用圆锥指数表征渣土的工程性，用介电常数和电导率获得渣土离子型污染程度，快速准确对渣土污染性做判别，自动化程度高，实现运输中转过程渣土质量的高效智能化监管。

技术领域

本发明涉及了一种渣土质量检测系统和方法，尤其是涉及了一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统和方法。

背景技术

工程渣土是指各类建筑物、构筑物、管网等城市地下工程开挖与建设过程中产生的弃土。我国各城市地下空间大规模开发建设产生了大量工程渣土，全国年产量达20亿吨以上。目前大部分工程渣土是运送到城市周边低洼地回填或受纳场堆填处置，有些沿海城市利用工程渣土进行填海造地，还有一些城市利用工程渣土对废弃矿坑回填复垦为农业用地。沿海地区大多处于我国的软土分布区，其工程渣土不乏粘性土、淤泥质土等结构性软土，而不同的土类也都存在各自的工程特性，如碎石土透水性极强，压缩性很低，抗剪强度也大，是一般建筑物的良好地基；砂土透水性强，压缩性低且压缩过程快，承载力较大，既是建筑物的良好地基也是良好的混凝土骨料；粘性土因成因、年代的不同，工程性质相差悬殊，沉积年代长的粘土具有更高的强度，压缩性更低，工程性能也更优；淤泥质土疏松软弱，结构极易受扰动而破坏，且强度低，工程性质极差。因此有必要根据渣土的工程性进行分类、考量与评估，来选择恰当的再利用方式或合适的处理技术以满足工程需求。另一方面，工程渣土的矿物成分和环境质量主要取决于工地开挖土方的土质和环境质量。目前我国许多城市土壤和地下水受到一定程度的污染，污染物主要来源于工业区化学品的跑冒滴漏、生活污水管道的渗漏等。虽然这些污染土壤分布是局部的，但是大规模地下开挖工程(如地铁隧道)不可避免会遇到受污染的区域。有些开挖土方中污染物(如重金属)无色无味，难以通过肉眼和嗅觉识别。一旦这些含有污染物的工程渣土被运输至回填利用或堆填处置场地，极有可能对场地及周边的土壤和地下水造成二次污染，进而威胁周边居民的身体健康。工程渣土回填利用或堆填处置之前一般要经历工地暂存、运输、中转等环节。在以上流通环节若缺乏有效的检测手段，含有污染物的渣土可能混入干净的土方，造成交叉污染，进而污染处置场地。相反，如果能在工地源头和流通环节采取有效的筛查及检测措施，则能保障工程渣土的环境质量。因此，有必要在工程渣土的中转环节设置工程性和污染性检测关卡，及时在流通过程中遏制污染性渣土的运输，保障工程渣土的无污染再利用。

贯入式多参数探头作为一种功能集成探测装置能很好地解决以上问题。探头上的圆锥头利用载荷传感器来对土壤进行钻探测定，可以得到圆锥指数(CI)，即土壤贯入阻力，其可以综合反映土壤物理力学性质，对目标土体进行工程性表征，具有操作便捷、数据直观的特点。探头上的TDR探针采用时域反射法对土壤介质进行污染性分析，时域反射的基本原理是激发一个电磁脉冲，脉冲会沿着线缆进行传播，一旦遇到介质特性的改变就会产生波的反射，通过观察分析反射波形即可掌握目标介质的组分特点。将该技术应用至土壤检测，可以获得土体介电常数、电导率等电学参数，将该参数按照本发明中的一种渣土离子型污染评估方法进行分析处理，即可在反映土体污染情况。该方法快速、准确，避免了操作繁琐的取样检测，可以直观地对工程渣土污染性进行判断。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明是提供了一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统和方法。本发明可布设于工地出口或工程渣土中转码头入口处，利用数据处理系统分析获得渣土基本性质和参数结果，并即时通过信号指示灯反馈至渣土运输流水线，实现工程渣土转运过程的智能化监控。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一、一种快速获得渣土工程性和污染性的智能检测系统：