用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统的制作方法_2

文档序号:9472420阅读:来源:国知局
(可以是常压水或带压水)注入岩土地层3。可理解,至少注水管11的出水口是位于岩土地层中的。排水装置2包括多个排水管21,排水管21至少部分埋设于岩土地层中,排水装置2通过排水管21将岩土地层中的水抽出。可理解,至少排水管21的进水口是埋设在岩土地层中的。其中,由于本发明是用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统,因此,注水管11和排水管21所埋设的岩土地层3是试验中的模拟地层。图中单向箭头示出了在岩土地层中的水流方向。进水装置设置的一侧为注水侧,排水装置设置的一侧为排水侧。
[0038]由此,上述用于模拟岩土地层中地下水环境的进排水系统通过其中的进水装置I和排水装置2可以先后或同时向岩土地层中注水和将岩土地中的水抽出,因此,可以至少有效地模拟实际地层环境中的静水环境和动水环境。进而,该进排水系统用于地层模拟试验,可拓宽试验的范围,极大增强试验的可靠性。
[0039]进一步参照图1至图7,在本实施例中,多个注水管11呈矩阵式排列,即多个注水管11呈多行和多列布置,并且同一行中的注水管11等间距布置,同一列中的注水管11等间距布置,由此,能够均匀地向岩土地层3注水。在本实施例中,水平排列的注水管11为一行注水管11,竖直方向排列的注水管11为一列注水管11。
[0040]更进一步,进水装置I还包括多个进水支管12、进水总管13以及增压栗14。其中,多个进水支管12沿竖直方向上下排列并分别对应于一行注水管11,位于同一行的注水管11均与同一个进水支管12连通。进水总管13的多个出水口与多个进水支管12——对应地连通,进水总管13的进水口与增压栗14的出水口连通,增压栗14的进水口构成进水装置I的进水口。进水装置I的进水口可与供送自来水的水管连通。由此,水通过增压栗14增压后进入进水总管13,由进水总管13分散到各个进水支管12,再由各个进水支管12进入各个注水管11,这样两级分散后经注水管11注入到岩土地层中。
[0041]由于多个进水支管12沿竖直方向上下排列并分别对应于一行注水管11,所以多个进水支管12等间距布置。优选地,进水总管13与进水支管12和增压栗14之间可拆卸地连接。再进一步,在进水总管13上设置有用于测量其中水压的第一压力表15、用于测量其中水流的第一流量计16和用于控制其中水流的流量大小的第一阀门17。在供送自来水的水管上设置有用于控制其中水流的流量大小的第三阀门5。
[0042]并且,在本实施例中,注水管11和进水支管12均埋设在岩土地层中,即注水管11和进水支管12整体埋设在岩土地层中,进水总管13的一部分埋设在岩土地层中以与进水支管12连通供水。当然,本发明不局限于此,在其他可选的实施例中,注水管11可部分的埋设在岩土地层中且进水支管12全部位于岩土地层外部,只要注水管11的出水口位于岩土地层中以将水注入岩土地层即可。
[0043]进一步参照图1至图7,在本实施例中,多个排水管21呈矩阵式排列,即多个排水管21呈多行和多列布置,并且同一行中的排水管21等间距布置,同一列中的排水管21等间距布置,由此,能够均匀地从岩土地层3抽水。在本实施例中,水平排列的排水管21为一行排水管21,竖直方向排列的排水管21为一列排水管21。
[0044]更进一步,排水装置2还包括多个出水支管22、出水总管23以及排水抽水栗24。其中,多个出水支管22沿竖直方向上下排列并分别对应于一行注水管11,位于同一行的排水管21均与同一个出水支管22连通,出水总管23的多个进水口与多个出水支管22 —一对应地连通,出水总管23的进水口与排水抽水栗24的出水口连通,排水抽水栗24的出水口构成排水装置2的出水口。由此,岩土地层中的水通过多个排水管21汇聚进入多个出水支管22,再由多个出水支管22汇聚进入出水总管23,这样两级汇聚后经排水抽水栗24排出。
[0045]由于多个出水支管22沿竖直方向上下排列并分别对应于一行排水管21,所以多个出水支管22等间距布置。优选地,出水总管23与出水支管22和排水抽水栗24之间可拆卸地连接。
[0046]再进一步,出水总管23上设置有用于测量其中水压的第二压力表25、用于测量其中水流的第二流量计26和用于控制其中水流的流量大小的第二阀门27。
[0047]并且,在本实施例中,排水管21和出水支管22埋设在岩土地层中。即排水管21和出水支管22整体埋设在岩土地层中,出水总管23的一部分埋设在岩土地层中以与出水支管22连通进而接收出水支管22流出的水。当然,本发明不局限于此,在其他可选的实施例中,排水管21可部分的埋设在岩土地层中且出水支管22全部位于岩土地层外部,只要排水管21的进水口位于岩土地层中以将水注入岩土地层即可。
[0048]在本实施例中,参照图8和图9,排水管21和出水支管22与注水管11和进水支管12的结构相同。排水管21/注水管11、进水支管12/出水支管22和进水总管13/出水总管23按图9中示出的虚线框内的分割方式,分割为层,并在模拟土层的准备过程中,分层安装在土层中。
[0049]进一步,参照图1至图7,本实施例的进排水系统还包括净化循环装置4,净化循环装置4连接在进水装置I的进水口和排水装置2的出水口之间,以将排水装置2从岩土地层3抽出的水去除岩土后送入进水装置I中循环使用。具体而言,在本实施例中,净化循环装置4连通在排水抽水栗24的出水口和增压栗14的进水口之间。这样,实现了水的循环利用,节约用水。
[0050]更进一步,在本实施例中,净化循环装置4包括沉淀池41、蓄水池42、蓄水池抽水栗43,沉淀池41连通于排水抽水栗24的出水口(例如通过水管连通)以接收排水装置2从岩土地层中抽出的水,蓄水池42顶部与沉淀池41连通以供在沉淀池41中沉淀后的水溢流进入蓄水池42,蓄水池抽水栗43连通在蓄水池42和增压栗14的进水口之间以将蓄水池42中的水送入进水装置I,例如蓄水池抽水栗43的进水口与蓄水池42通过水管连通,将蓄水池42中的水抽出,蓄水池抽水栗43的出水口通过水管与增压栗14的进水口连通。
[0051]具体而言,参见图7,在注水侧,自来水接入增压栗14后,通过进水总管13、进水支管12及注水管11后注入岩土地层中;在出水侧,岩土地层中的地下水由排水抽水栗24通过排水管21、出水支管22以及出水总管23抽出到沉淀池41中;在岩土地层3外,排出的水进过沉淀池41沉淀后溢流进入蓄水池42中,蓄水池42中的水通过蓄水池抽水栗43以及增压栗14增压后再次循环注入到岩土地层中,从而形成循环水环境。
[0052]此外,参照图10至图13,排水管21的进水端向下倾斜伸出。具体而言,在本实施例中,排水管21具有依次连接的第二水平管段221和第二圆弧管段222,排水管21的进水端连接于第二圆弧管段222,第二圆弧管段222的圆心角Θ等于25?35°,优选为30°。第二圆弧管段222的半径R为100?300mm,优选为200mm。设置为进水端向下倾斜伸出的结构,可防止岩土颗粒进入管内堵塞整个装置。排水管21的长度按需要确定。
[0053]另外,在排水管21的进水端包裹有滤网。安装滤网可防止岩土颗粒进入管内堵塞整个装置。
[0054]在本实施例中,可参照图12和图13示出的排水管21,注水管11的出水端同样向下倾斜伸出。具体而言,在本实施例中,注水管11具有依次连接的第一水平管段和第一圆弧管段,注水管11的出水端连接于第一圆弧管段,第一圆弧管段的圆心角等于25?35°,优选为30°。第一圆弧管段的半径为100?300mm,优选为200mm。设置为出口端向下倾斜伸出的结构,可防止岩土颗粒进入管内堵塞整个装置。注水管11的长度按需要确定。可选择地,也可以在注水管11上包裹滤网。
[0055]优选地,注水管
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