CN107525754A - 储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，1)在填砂管的内壁涂抹凡士林，然后在填砂管中填入N1cm砂子，压实，盖上入口的盖子；利用驱替泵进行驱替，调驱替泵的驱替为定压驱替，驱替稳定后，记录出口端流体出的速度，通过达西公式，计算出单位长度砂子的渗透系数；然后取出砂子烘干填砂管；2)在填砂管出口端填入N2cm砂子，然后把处理过的地表土干粉，装入填砂管中，每达到N3cm深，采用液压机进行压实；依次装填，直至填砂管装满；然后把填砂管联接到驱替装置上，依次用水和柴油进行驱替；实验过程中，对累计渗透时间、累计渗透量、注入端压力等参数进行了实时监测；结束后，更换防渗材料，改变压实条件，再进行驱替。
Description
技术领域
本发明涉及一种储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法。
背景技术
目前，我国地下水和土壤环境污染形势越来越严重，尤其是在石油的大规模勘探、开采，炼制发展及其产品的广泛应用之后，所导致的地下水污染已成为不可忽视的问题。随着国家环保标准的不断提高，
罐区地面防渗作法有4种：混凝土防渗、HDPE膜防渗、钠基膨润土防水毯防渗层和粘土防渗。理论上4种作法都可以实施，混凝土防渗的特点是施工简单、造价较低，但其受材料控制、施工质量影响较大，且施工质量不易控制，耐久性相对较差，最主要的是容易出现裂缝，裂缝的出现使整个防渗措施失效；HDPE膜防渗目前工程实例较多，效果较好，质量宜控制，耐久性较好，但其造价较贵，很难大面积推广。钠基膨润土防水毯防渗的作法目前没有工程实例，对其工程造价、实施效果还没有掌握；粘土防渗在罐区地面区域要求粘土的防渗性能达到厚度1.5m的渗透系数为1×10-7cm/m。1.5m的厚度对企业现场施工来说是很困难的，因此我们对原来的地表土进行改善，使改造后的配方土铺设0.5m就能满足罐区地面防渗的要求，通过降低配方土的渗透系数，提高配方土的防渗性能，来降低厚度的要求，使油库现场能够进行实施。粘土具有自修复能力，是一种廉价的防渗材料，综合考虑是理想的防渗材料。
利用粘土以及改性粘土来做防渗材料，在实验和矿场施工中最关键的就是是防渗材料(粘土及改性粘土)渗透系数的测定，在土木建筑行业对土壤渗透系数的测量方法需要的时间非常长，不要测定渗透系数相对较大的土壤，对于渗透系数较低的粘土测定的时间更长，不利于开展实验研究，并且测量的精度也不是很高。
发明内容
本发明主要目的是针对上述的情况，提供一种能快速精确测定粘土渗透系数的方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，其采用如下步骤：
1)在填砂管的内壁涂抹凡士林，然后在填砂管中填入N1cm砂子，压实，盖上入口的盖子；利用驱替泵进行驱替，调驱替泵的驱替为定压驱替，驱替稳定后，记录出口端流体出的速度，通过达西公式，计算出单位长度砂子的渗透系数；然后取出砂子烘干填砂管；
2)在填砂管出口端填入N2cm砂子，然后把处理过的地表土干粉，装入填砂管中，每达到N3cm深，采用液压机进行压实；依次装填，直至填砂管装满；然后把填砂管联接到驱替装置上，依次用水和柴油进行驱替；在实验过程中，对累计渗透时间、累计渗透量、注入端压力等参数进行了实时监测；
驱替结束后，更换填砂管中的防渗材料，改变压实条件，再进行驱替。
通过上述技术方案，能够快速、精确测定粘土渗透系数，测定的时间较少，并具有较高的精度。
附图说明
附图1是本发明所采用测定装置的一种结构示意图。
其中：1、驱替泵；2、活塞容器；3、压力传感器；4、填砂管；5、恒温箱；6、试管；7、计算机系统。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本发明大型储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，采用如下步骤：
1)在填砂管4的内壁涂抹凡士林，然后在填砂管4中填入N1cm砂子，压实，盖上入口的盖子；利用驱替泵1进行驱替，调驱替泵1的驱替为定压驱替，驱替稳定后，记录出口端流体出的速度，通过达西公式，计算出单位长度砂子的渗透系数；然后取出砂子烘干填砂管；
2)在填砂管4出口端填入N2cm砂子，然后把处理过的地表土干粉，装入填砂管4中，每达到N3cm深，采用液压机进行压实；依次装填，直至填砂管装满；然后把填砂管联接到驱替装置上，依次用水和柴油进行驱替；在实验过程中，对累计渗透时间、累计渗透量、注入端压力等参数进行了实时监测；
驱替结束后，更换填砂管中的防渗材料，改变压实条件，再进行驱替。计算粘土渗透系数时，减去出口端N2cm砂子引起的压差。
本发明所采用的测定装置，如附图1所示，其包括：驱替泵1；活塞容器2，包括水、油活塞容器，下端均与所述驱替泵1相连；填砂管4，其入口端连接活塞容器2的输出端，出口端连接试管5；两副压力传感器3，分别测定填砂管的出口端和入口端的压力；以及数据检测和处理系统。
活塞容器2和填砂管4置于恒温箱5内。
填砂管4的内腔采用磨砂处理，使内壁形成磨砂表面，在实验时在磨砂表面上涂抹凡士林。
为便于理解本发明的基本原理，进一步举例说明如下：如图1测定粘土渗透系数装置结构示意图，结构中的核心部件是填砂管，装置中的填砂管采用316型不锈钢，岩心直径25mm，岩心长度范围为25～35mm，最高承压50MPa，填砂管的内腔采用磨砂处理，使内壁形成磨砂表面，在实验时在磨砂表面上涂抹凡士林，这样可以防止在渗流过程中液体在管壁上的窜流。驱替泵采用ISCO泵，ISCO泵的双缸能够连续驱替，注入速度范围为0.001ml/min～10ml/min，注入压力范围0～50MPa。水、油活塞容器下端都与驱替泵相连，上端都与填砂管的入口端相连，这样通过阀门的调节实现水、油依次注入。填砂管的出口端和入口端连接压力传感器，测定两端的压力，出口端流出的液体通过试管进行计量体积。
实验方法及步骤：
实验依据达西定律，通过测定渗透基质两端的压差、流体渗透通过防渗材料的速度，根据达西公式计算出防渗材料的渗透率系数。
实验过程为，先在填砂管的内壁涂抹凡士林，然后在填砂管中填入30cm砂子压实，盖上入口的盖子，利用驱替泵进行驱替，调驱替泵的驱替为定压驱替，压力为20MPa，驱替稳定后，记录出口端流体出的速度，通过达西公式，计算出单位长度砂子的渗透系数。然后取出砂子烘干填砂管。
再在填砂管出口端填入10cm砂子，防止泥在高压下沿管子排出。然后，把处理过的地表土干粉，装入填砂管中，每装入5cm深，采用液压机进行压实，液压机的压力参数设定为1KN，依次装填，直至填砂管装满。然后把填砂管联接到驱替装置上，依次用水和柴油进行驱替。
在整个实验过程中，对累计渗透时间、累计渗透量、注入端压力等参数进行了实时监测。驱替结束后，更换填砂管中的防渗材料，改变压实条件，再进行驱替。
计算粘土渗透系数时，减去出口端10cm砂子引起的压差。
实验方案及结果：
具体实验方案和实验测试结果见表1。
表1实验方案及实验测试结果
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，其特征在于：采用如下步骤：
1)在填砂管(4)的内壁涂抹凡士林，然后在填砂管(4)中填入N1cm砂子，压实，盖上入口的盖子；利用驱替泵(1)进行驱替，调驱替泵(1)的驱替为定压驱替，驱替稳定后，记录出口端流体出的速度，通过达西公式，计算出单位长度砂子的渗透系数；然后取出砂子烘干填砂管；
2)在填砂管(4)出口端填入N2cm砂子，然后把处理过的地表土干粉，装入填砂管(4)中，每达到N3cm深，采用液压机进行压实；依次装填，直至填砂管装满；然后把填砂管联接到驱替装置上，依次用水和柴油进行驱替；在实验过程中，对累计渗透时间、累计渗透量、注入端压力等参数进行了实时监测；
驱替结束后，更换填砂管中的防渗材料，改变压实条件，再进行驱替。
2.根据权利要求1所述的储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，其特征在于：在第1)步中，定压驱替的压力为20MPa。
3.根据权利要求1或2所述的储罐库区地坪防渗配方土渗透系数测定方法，其特征在于：在第2)步中，计算粘土渗透系数时，减去出口端N2cm砂子引起的压差。
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