二维砂箱模拟LNAPL迁移的试验装置

本发明涉及试验砂箱，具体涉及二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置。

背景技术：

1、轻质非水相液体（lnapls），如汽油、柴油等石油烃类污染物，在土壤及地下水中迁移规律的研究，是环境岩土工程与地下水污染治理领域的核心课题之一，准确模拟与预测lnapl在包气带及毛细饱和带中的运移行为，对于污染风险评估、修复技术研发具有重要的理论价值和现实意义。

2、目前，室内物理模型试验是研究lnapl迁移过程的重要手段，其中二维砂箱模型因其能够直观展现污染物在垂向和水平方向的扩散而被广泛采用，但是现有的二维砂箱试验装置在设计和应用中仍存在若干局限，影响了试验的精确性与便捷性。

3、首先，装置的密闭性与环境控制能力不足，许多砂箱的顶部开放或封闭不严，导致试验过程中水分蒸发、外部尘埃干扰等因素直接影响箱内土体饱和度及污染物迁移，引入难以量化的试验误差；其次，监测系统的灵活性与精确性有待提高，试验通常需要布设大量传感器（如电阻探针）以监测含水率或污染物浓度的时空变化，现有装置中探针的安装多采用直接固定或简单开孔的方式，存在安装速度慢、位置重复精度差的问题。当单个探针损坏时，更换繁琐，且重新安装的位置难以与之前完全一致，导致监测数据序列出现偏差，影响长期试验或对比试验的可靠性；最后，现有装置往往侧重于单一维度的监测（如仅在侧壁布设探针），对箱体内部二维平面上污染物迁移的整体表征不够全面，数据完整性存在提升空间，这就需要一种设备来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，解决了探针重复安装精度不足和信息采集不够全面的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，包括底板、面板和侧板，所述面板和侧板的数量均为两个且均密封安装在底板的上表面，所述面板和侧板合围成矩形用以形成容纳实验砂的容纳腔，面板和侧板相连位置的顶部设有限位块，所述限位块的顶部通过定位机构可拆卸连接有盖板，所述盖板用以封闭容纳腔的顶部；

3、其中一侧侧板的侧壁安装有马氏瓶，另一个侧板的侧壁安装有马氏瓶和过滤瓶，所述马氏瓶用以控制容纳腔内水位高低，所述过滤瓶用以对进入容纳腔内的水进行过滤以减少外部杂质影响，所述面板的正面设有多个安装孔，所述安装孔的内部可拆卸连接有侧壁探针，所述盖板的顶部设有快拆座，所述快拆座的内部可拆卸连接有顶部探针，所述侧壁探针和顶部探针均用以对容纳腔内电阻率信号进行采集。

4、可选的，所述快拆座的顶部通过卡接机构可拆卸连接有替换座，所述顶部探针固定连接在替换座的一侧，所述替换座的另一侧固定连接有数据线缆，所述数据线缆与顶部探针电连接。

5、可选的，所述卡接机构包括弧形槽和固定扣，所述弧形槽开设在快拆座的上表面，所述固定扣固定连接在替换座朝向顶部探针的一侧，所述固定扣与弧形槽可拆卸连接用以将替换座固定在快拆座的顶部。

6、可选的，所述盖板顶部的一侧开设有理线槽，所述理线槽的一侧开设有多个穿线槽，所述数据线缆从穿线槽进入理线槽。

7、可选的，所述理线槽和穿线槽的顶部均固定连接有拨片，所述拨片用以对数据线缆进行约束以防数据线缆从理线槽和穿线槽内脱出。

8、可选的，所述定位机构包括定位孔和定位销，所述定位孔开设在限位块的上表面，所述定位销固定连接在盖板的下表面，所述定位销与定位孔插接用以定位盖板位置。

9、可选的，所述盖板上表面开设有通孔，所述通孔的内部可拆卸连接有观测井，所述盖板安装在限位块顶部后可使观测井位于容纳腔内。

10、可选的，所述过滤瓶的顶部设有进水管，所述过滤瓶的底部与容纳腔的内部相通，所述底板的一侧设有排水管，所述排水管与底板相连的位置设有滤网以防止内部实验砂流出。

11、可选的，所述过滤瓶的内部可拆卸连接有过滤网，所述过滤网呈环形，以将过滤瓶分隔为内外两个腔室，所述进水管与外部腔室相连，所述内腔室与容纳腔相连。

12、可选的，所述安装孔的内部可拆卸连接有堵头，所述堵头封堵未使用的安装孔。

13、本发明提供了二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，具备以下有益效果：

14、本发明提供了二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，通过底板、面板和侧板的配合设置，形成试验用的腔室，配合顶部设置的盖板，可以将试验区域封闭起来，减少外部因素对实验过程产生的影响，提高试验的准确度，通过快拆座和替换座的配合设置，在进行试验的过程中，可以快速的将顶部探针安装在盖板上，在探针发生损坏需要更换时也更为快速方便，搭配设置在盖板下方的定位机构，可以确保盖板安装位置的一致性，从而确保盖板上安装的顶部探针的位置一致，减少因为安装偏差而造成的试验误差，通过侧壁探针和顶部探针的配合设置，两个维度的探针将容纳腔内的电阻信号采集完全，进一步提高试验精度，通过马氏瓶和过滤瓶的配合设置，在向容纳腔内注水时，过滤瓶可以对外部液体进行过滤，减少外部杂质对试验过程的影响，马氏瓶可以对容纳腔内液面的高度进行调整，以查看不同页面高度下造成的影响，完善试验过程。

1.二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：包括底板（1）、面板（2）和侧板（3），所述面板（2）和侧板（3）的数量均为两个且均密封安装在底板（1）的上表面，所述面板（2）和侧板（3）合围成矩形用以形成容纳实验砂的容纳腔（4），面板（2）和侧板（3）相连位置的顶部设有限位块（5），所述限位块（5）的顶部通过定位机构可拆卸连接有盖板（6），所述盖板（6）用以封闭容纳腔（4）的顶部；

2.根据权利要求1所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述快拆座（11）的顶部通过卡接机构可拆卸连接有替换座（13），所述顶部探针（12）固定连接在替换座（13）的一侧，所述替换座（13）的另一侧固定连接有数据线缆（14），所述数据线缆（14）与顶部探针（12）电连接。

3.根据权利要求2所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述卡接机构包括弧形槽（15）和固定扣（16），所述弧形槽（15）开设在快拆座（11）的上表面，所述固定扣（16）固定连接在替换座（13）朝向顶部探针（12）的一侧，所述固定扣（16）与弧形槽（15）可拆卸连接用以将替换座（13）固定在快拆座（11）的顶部。

4.根据权利要求3所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述盖板（6）顶部的一侧开设有理线槽（17），所述理线槽（17）的一侧开设有多个穿线槽（18），所述数据线缆（14）从穿线槽（18）进入理线槽（17）。

5.根据权利要求4所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述理线槽（17）和穿线槽（18）的顶部均固定连接有拨片（19），所述拨片（19）用以对数据线缆（14）进行约束以防数据线缆（14）从理线槽（17）和穿线槽（18）内脱出。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述定位机构包括定位孔（20）和定位销（21），所述定位孔（20）开设在限位块（5）的上表面，所述定位销（21）固定连接在盖板（6）的下表面，所述定位销（21）与定位孔（20）插接用以定位盖板（6）位置。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述盖板（6）上表面开设有通孔，所述通孔的内部可拆卸连接有观测井（22），所述盖板（6）安装在限位块（5）顶部后可使观测井（22）位于容纳腔（4）内。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述过滤瓶（8）的顶部设有进水管（23），所述过滤瓶（8）的底部与容纳腔（4）的内部相通，所述底板（1）的一侧设有排水管（24），所述排水管（24）与底板（1）相连的位置设有滤网以防止内部实验砂流出。

9.根据权利要求8所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述过滤瓶（8）的内部可拆卸连接有过滤网（25），所述过滤网（25）呈环形，以将过滤瓶（8）分隔为内外两个腔室，所述进水管（23）与外部腔室相连，所述内腔室与容纳腔（4）相连。

10.根据权利要求1所述的二维砂箱模拟lnapl迁移的试验装置，其特征在于：所述安装孔（9）的内部可拆卸连接有堵头（26），所述堵头（26）封堵未使用的安装孔（9）。