發(fā)布時(shí)間：2019-09-20 20:25

【摘要】：研制了一種在線全孔連續(xù)檢測(cè)滲透系數(shù)的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備。其技術(shù)方案是:利用流速儀探頭放置于抽水井井底,自井底部而上勻速地提至穩(wěn)定水位處,連續(xù)檢測(cè)自井底部至穩(wěn)定水位試驗(yàn)段中微分區(qū)段的流量,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析與處理得出試驗(yàn)段巖土層滲透系數(shù)沿抽水井孔埋深范圍內(nèi)的分布情況,有效地提高了試驗(yàn)成果精度,完全達(dá)到抽水試驗(yàn)的目的。試驗(yàn)研究表明:該設(shè)備具有精度和靈敏度高,穩(wěn)定性好,試驗(yàn)成本低,試驗(yàn)工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
【圖文】：

試驗(yàn)方法認(rèn)為:抽水試段內(nèi)的水量只分布在試段上、下兩端與試段垂直的兩平行平面之間的巖體內(nèi)，抽水試段之間及與孔底不發(fā)生水力聯(lián)系，實(shí)際上它們存在復(fù)雜的水力聯(lián)系。為了克服以上問(wèn)題，可采用在線全孔連續(xù)檢測(cè)的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備既可以檢測(cè)滲流區(qū)域的平均滲透系數(shù)，還能精確檢測(cè)出沿孔深巖土層的滲透系數(shù)變化情況，準(zhǔn)確找出其滲漏點(diǎn)、段的具體位置及滲漏量。1工作原理在設(shè)計(jì)位置分別鉆設(shè)一主井與若干個(gè)水位觀測(cè)井，采用抽水系統(tǒng)在主井中抽水至形成穩(wěn)定流，形成一個(gè)以井孔為中心的降落漏斗狀的地下水面，如圖1所示，假定水流是水平流向時(shí)，則流向水井的滲流過(guò)水?dāng)嗝鎽?yīng)是一系列的同心圓柱面，分別測(cè)得抽水量Q，觀測(cè)孔距井軸線的距離分別為r1，r2，通過(guò)達(dá)西定律即可求出土層的平均k值與微分Δk值［1］。圖1在線全孔連續(xù)檢測(cè)的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備原理現(xiàn)圍繞井軸取一過(guò)水?dāng)嗝�，，該斷面距井中心距離687

(5)Δk=ΔQπl(wèi)n(r2/r1)(h22－h(huán)21)(6)式中:Δk為某微分段滲透系數(shù)(cm/s);ΔQ為單位時(shí)間自井中某微分段抽出的水量(m3)。該設(shè)備利用流速儀探頭放置于抽水井井底，自井底部而上勻速地提至穩(wěn)定水位處，連續(xù)檢測(cè)自井底部至穩(wěn)定水位試驗(yàn)段中微分區(qū)段的流量ΔQ，采用2個(gè)分別放置于觀測(cè)井Ⅰ和觀測(cè)井Ⅱ中的水位監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)h1與h2;經(jīng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析與處理，即可獲得試驗(yàn)段巖土層滲透系數(shù)沿抽水井孔埋深范圍內(nèi)的分布情況。2硬件和軟件設(shè)計(jì)2．1硬件組成設(shè)計(jì)該裝置的主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)是由4個(gè)傳感器、主機(jī)等組合而成。傳感器設(shè)備包括流速儀探頭、水位監(jiān)測(cè)儀、位移傳感器等。主機(jī)主要由80c196單片機(jī)系統(tǒng)、輸入通道(傳感器、接口電路、鍵盤(pán))、輸出通道(顯示器、打印機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器)等組成。其工作過(guò)程為:首先在設(shè)計(jì)位置鉆一抽水井孔與2個(gè)觀測(cè)井孔至設(shè)計(jì)孔深，然后利用抽水系統(tǒng)開(kāi)始抽水，使主井水位下降至一定深度，涌水流量符合抽水試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。將流速儀探頭和2個(gè)水位監(jiān)測(cè)儀分別沿井孔軸線放入抽水井井底和2個(gè)觀測(cè)井內(nèi)。開(kāi)啟設(shè)備，伺服電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)并緩慢勻速提升流速儀探頭，使其沿抽水井孔軸線自井底部而上勻速檢測(cè)井孔各點(diǎn)的流速，并轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)電纜線內(nèi)的信號(hào)線和光電隔離器送往微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);同時(shí)放入觀測(cè)井孔中的水位監(jiān)測(cè)儀，測(cè)得觀測(cè)井的水位數(shù)據(jù)，通過(guò)信號(hào)線和光電隔離器連接到微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上;進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析得出巖土層滲透系數(shù)沿抽水井孔埋深范圍內(nèi)的分布情況，并顯示和打印出來(lái)［4，5］。圖2在線全孔連續(xù)檢測(cè)的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備主機(jī)原理2．2傳感器與單片機(jī)的接口在線全孔連續(xù)檢測(cè)的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)設(shè)備的模擬傳感器信號(hào)輸出均為4～20mA的直流電
【作者單位】： 廣西有色勘察設(shè)計(jì)研究院;湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51208195)
【分類號(hào)】：TU415

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2538993