申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2022-08-22

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN115290702B

主分类号：G01N27/06

分类号：G01N27/06;G01M3/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.11.22#实质审查的生效;2022.11.04#公开

摘要：本发明公开了一种升尺度裂隙污染物运移监测装置及监测方法，涉及基岩裂隙研究技术领域，通过对裂隙通道内不同位置处电阻率的监测，推得不同位置处电导率，依据电导率与氯化钠溶液浓度标定曲线得到不同位置处氯化钠溶液浓度，再将归一化浓度随时间变化的曲线与反演的归一化浓度随时间变化的曲线进行比对拟合，获得升尺度裂隙污染物运移研究中作为基础参数的裂隙升尺度的特征长度。本发明实现了裂隙升尺度的特征长度的实验测定，为升尺度裂隙污染物运移、裂隙型污染物预测与防治的进一步研究及等效连续介质理论的应用提供了基础和前提，监测端为电极片，成本低、体积小，特别适用于升尺度裂隙污染物运移的无损监测研究。

主权项：1.一种升尺度裂隙污染物运移监测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，装置安装将各电极片10按设定的间距等间距贴设至各裂隙下板24的上壁面，然后将注水结构A、各裂隙结构2和出水结构C依次安装连接，并以夹持器于各裂隙结构2的盖板21处夹持固定，使各裂隙通道25依次连通，并分别使位于最前和位于最后的裂隙结构2的裂隙通道25与注水结构A和出水结构水箱11的进出水口16连通；于最前一个裂隙结构2的前端安装与其裂隙通道25连通的注射泵26；第二步，密封性测试关闭出水结构C的阀门13，打开注水结构A和出水结构C的排气阀15，然后打开注水结构A的阀门13和注水泵18，向各裂隙结构2的裂隙通道25内注水，直至两个排气阀15处均溢水，随后关闭两个排气阀15，并关闭注水结构A的阀门13和注水泵18；此时，观察各裂隙结构2的连接处是否有渗水情况，并记录注水结构A和出水结构C的压力计14的示数，当各裂隙结构2的连接处不存在渗水情况且两个压力计14测得的压力差值稳定不变时，运移监测装置的密封性满足实验需求，执行第三步；否则，对运移监测装置进行密封加固；第三步，打开出水结构C的阀门13，启动注水泵18向各裂隙结构2内注水，直至两个压力计14的压力差值稳定不变；第四步，初始电导率值测定各电极片10测得对应位置处的初始电阻率值反馈至高密度电法主机31，通过式一相应计算得出各电极片10对应位置处的初始电导率值 其中，x＝1，2，……n，n为设置的电极片10的数量；第五步，通过注射泵26由最前一个裂隙通道25的前端向裂隙通道25内瞬时注入足量氯化钠溶液，氯化钠溶液注入量及注入的氯化钠溶液的浓度应保证每个电极片10均能感应到电信号的变化；随后，通过高密度电法主机31以采样间隔时间m实时监测裂隙通道25内每个电极片10对应位置处的电导率直至位于最后一个裂隙通道25最末端的一个电极片10采集的电导率与一致；第六步，分析整理各电极片10采集的电导率获得每个电极片10对应位置处电导率随时间变化的曲线；第七步，依据电导率与氯化钠溶液浓度标定曲线将第五步中得到的每个电极片10对应位置处的电导率换算为每个电极片10对应位置处的氯化钠溶液浓度第八步，对每个电极片10对应位置处的氯化钠溶液浓度作归一化处理，按式二计算得出每个电极片10对应位置处的归一化浓度获得每个电极片10对应位置处归一化浓度随时间变化的曲线； 其中，取单个电极片10对应位置处各时刻氯化钠溶液浓度中的最大值，取单个电极片10对应位置处各时刻氯化钠溶液浓度中的最小值；第九步，使用对流-弥散方程进行反演，得到反演的每个电极片10对应位置处归一化浓度随时间变化的曲线，将每个电极片10对应位置处归一化浓度随时间变化的曲线与反演的每个电极片10对应位置处归一化浓度随时间变化的曲线进行对比，按式三计算得到每个电极片10对应位置处的拟合优度 其中，为反演的每个电极片10对应位置处的归一化浓度，为每个电极片10对应位置处归一化浓度的平均值，i＝1、2、……n；第十步，分析每个电极片10对应位置处的拟合优度若存在xc，使当x不小于xc时，始终满足大于设定的则拟合优度对应为的电极片10安装位置与最前一个裂隙通道25前端的距离即为裂隙升尺度的特征长度；若每个电极片10对应位置处的拟合优度均不满足大于设定的则增加裂隙结构2的数量，再次执行第一步～第十步。

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百度查询： 合肥工业大学 一种升尺度裂隙污染物运移监测装置及监测方法

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