【摘要】：研制了一種在線全孔連續(xù)檢測滲透系數(shù)的穩(wěn)定流抽水試驗設備。其技術方案是: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)檢測自井底部至穩(wěn)定水位試驗段中微分區(qū)段的流量,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析與處理得出試驗段巖土層滲透系數(shù)沿抽水井孔埋深范圍內(nèi)的分布情況,有效地提高了試驗成果精度,完全達到抽水試驗的目的。試驗研究表明:該設備具有精度和靈敏度高,穩(wěn)定性好,試驗成本低,試驗工藝簡單等特點。
【圖文】：

試驗方法認為: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，實際上它們存在復雜的水力聯(lián)系。為了克服以上問題，可采用在線全孔連續(xù)檢測的穩(wěn)定流抽水試驗設備，該設備既可以檢測滲流區(qū)域的平均滲透系數(shù)，還能精確檢測出沿孔深巖土層的滲透系數(shù)變化情況，準確找出其滲漏點、段的具體位置及滲漏量。1工作原理在設計位置分別鉆設一主井與若干個水位觀測井，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，則流向水井的滲流過水斷面應是一系列的同心圓柱面，分別測得抽水量Q，觀測孔距井軸線的距離分別為r1，r2，通過達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)檢測的穩(wěn)定流抽水試驗設備原理現(xiàn)圍繞井軸取一過水斷面，，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為單位時間自井中某微分段抽出的水量(m3)。該設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)檢測自井底部至穩(wěn)定水位試驗段中微分區(qū)段的流量ΔQ，采用2個分別放置于觀測井Ⅰ和觀測井Ⅱ中的水位監(jiān)測儀檢測h1與h2;經(jīng)微型計算機系統(tǒng)分析與處理，即可獲得試驗段巖土層滲透系數(shù)沿抽水井孔埋深范圍內(nèi)的分布情況。2硬件和軟件設計2．1硬件組成設計該裝置的主機結(jié)構如圖2所示，該系統(tǒng)是由4個傳感器、主機等組合而成。傳感器設備包括流速儀探頭、水位監(jiān)測儀、位移傳感器等。主機主要由80c196單片機系統(tǒng)、輸入通道(傳感器、接口電路、鍵盤)、輸出通道(顯示器、打印機、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器)等組成。其工作過程為:首先在設計位置鉆一抽水井孔與2個觀測井孔至設計孔深，然后利用抽水系統(tǒng)開始抽水，使主井水位下降至一定深度，涌水流量符合抽水試驗穩(wěn)定標準。將流速儀探頭和2個水位監(jiān)測儀分別沿井孔軸線放入抽水井井底和2個觀測井內(nèi)。開啟設備，伺服電機開始運轉(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井孔各點的流速，并轉(zhuǎn)化為電脈沖信號經(jīng)過電纜線內(nèi)的信號線和光電隔離器送往微型計算機系統(tǒng);同時放入觀測井孔中的水位監(jiān)測儀，測得觀測井的水位數(shù)據(jù)，通過信號線和光電隔離器連接到微型計算機系統(tǒng)上;進行數(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［4，5］。圖2在線全孔連續(xù)檢測的穩(wěn)定流抽水試驗設備主機原理2．2傳感器與單片機的接口在線全孔連續(xù)檢測的穩(wěn)定流抽水試驗設備的模擬傳感器信號輸出均為4～20mA的直流電
【作者單位】： 廣西有色勘察設計研究院;湖南科技大學土木工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51208195)
【分類號】：TU415

【參考文獻】

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4 唐s

本文編號：2538993