淤泥流動狀態(tài)的測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利工程和巖土工程中高含水率疏浚淤泥流動性質(zhì)的測量，具體是提供一種淤泥流動狀態(tài)的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國水利工程建設(shè)及水環(huán)境治理工程的加大，河流、湖泊、海洋等底泥的疏浚工程量逐年遞增。例如，太湖底泥的總蓄積量為19.12億m3，其中污染嚴(yán)重而需要疏浚的總量超過3500萬m3;江蘇省“十一五”期間斥資了 50億元，疏浚了全省8000多條主要河道，總疏浚淤泥量達6億m3;我國每年向海洋中拋棄的疏浚物都在I億m 3以上。2015年4月“水十條”政策的發(fā)布，必將掀起水環(huán)境治理中底泥清淤工程的新一輪高潮。
[0003]淤泥在土力學(xué)上的定義為在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。疏浚指經(jīng)過水力疏挖等技術(shù)將沉積底泥吹填到堆場的過程，我國的底泥疏浚通常采用絞吸式挖泥船，通過泥漿泵和輸泥管道將淤泥吹填到劃定堆場，這種方法疏浚出的淤泥固液比僅約1/5，濃度不足20%，具有含水率高、粘粒含量高、壓縮性高及不排水強度低的顯著特點，造成泥漿在堆場中的自重落淤過程緩慢，難以形成密實的土體。
[0004]由于疏浚淤泥的含水率高，土力學(xué)性質(zhì)差，長期以來主要靠陸地吹填或海洋拋填處理為主，既浪費了土體資源又可能造成環(huán)境污染。近些年，淤泥的資源化利用方法發(fā)展迅速，例如燒結(jié)制磚、板框壓濾、淤泥固化處理等，其中，固化處理由于處理效率高、適用于大規(guī)模淤泥的處理。
[0005]無論是淤泥的疏浚過程，還是淤泥的固化處理等方法，淤泥自身的流動性都是決定疏浚和處理的重要環(huán)節(jié)。例如，對于淤泥的疏浚過程來講，長期在河湖底部沉積的底泥經(jīng)過鉸刀頭擾動后，底泥以泥漿的形式通過泥漿泵抽取至輸泥管道中，通常為了使得泥漿在管道中流動順暢，淤泥的疏浚濃度即含水率需要控制在一定范圍內(nèi)，濃度太低，輸泥管道容易堵塞，濃度太高，疏浚效率低下。盡管如此，目前我國疏浚工程界的技術(shù)人員僅能憑直觀經(jīng)驗確定疏浚環(huán)節(jié)的一些關(guān)鍵參數(shù)，使得疏浚工程中經(jīng)常會出現(xiàn)輸泥管道堵塞的問題，嚴(yán)重影響疏浚工程進度。同樣，對于淤泥固化工程，無論是目前比較成熟的采用專用固化設(shè)備的淤泥固化處理方法，還是剛剛開始研宄的淤泥流動化處理方法，淤泥的流動性都是決定淤泥固化效果的重要影響因素。而關(guān)于淤泥流動性的測量，國家和行業(yè)都沒有專門的測量淤泥流動性的標(biāo)準(zhǔn)，更談不上對淤泥流動狀態(tài)的劃分方法，這也就使得工程技術(shù)人員認(rèn)識模糊，無規(guī)范可依，導(dǎo)致工程問題的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種淤泥流動狀態(tài)的測量裝置，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供淤泥流動性的準(zhǔn)確測量裝置。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是: 淤泥流動狀態(tài)的測量裝置，包括一個旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計，用于測量淤泥的粘滯特性，其特征是，所述測量裝置還包括一個淤泥流動度測量裝置，所述淤泥流動度測量裝置由截錐圓管、底板、支架和升降電機組成，所述底板設(shè)置在截錐圓管下方，面積大于所述截錐圓管底部面積，所述支架和截錐圓管連接，所述升降電機通過所述支架帶動所述截錐圓管垂直升降。
[0008]所述截錐圓管主要用于實驗前盛放淤泥，截錐圓管采用不銹鋼材料制作，上下開口，上口直徑7cm，下口直徑10cm，高度6cm，截錐圓管要保證內(nèi)壁足夠光滑。之所以采用截錐圓管而不直接采用圓柱體，主要在于后者在淤泥狀態(tài)較粘稠時不易從圓管中流出，影響其流動性，而采用截錐圓管，由于下底直徑比上底大，可以保證淤泥的順利流出，使測量結(jié)果足夠準(zhǔn)確。
[0009]所述支架主要是用來保證將截錐圓管垂直提起，支架采用不銹鋼制作，不銹鋼應(yīng)具有足夠的剛度，以保證測量時不發(fā)生變形。作為優(yōu)選，支架由圓環(huán)和垂直于圓環(huán)面、連接于圓環(huán)直徑兩端的框架組成。所述截錐圓管的外壁中部帶有卡槽，所述圓環(huán)嵌入所述卡槽，實現(xiàn)支架和截錐圓管的穩(wěn)固連接，保證測量時截錐圓管穩(wěn)定垂直提升。
[0010]所述底板上設(shè)有標(biāo)尺，優(yōu)選采用背面帶有刻度的透明有機玻璃板，透明有機玻璃板主要用于淤泥流動度數(shù)值的讀取，有機玻璃板首先要保證有足夠的透明度，當(dāng)有機玻璃板采用方形時，其邊長應(yīng)大于150cm，以保證可以測量流動性大的淤泥；并且有機玻璃板厚度適宜在5mm-10mm，太薄容易損壞，太厚容易使讀數(shù)不清晰。為了便于對派泥流動度數(shù)值的讀取，在有機玻璃板的背面(不放置淤泥的那一面)標(biāo)注刻度，之所以選擇在有機玻璃板的背面標(biāo)注刻度，是為了避免由于正面標(biāo)注刻度使有機玻璃板的光滑度降低，以減小測量誤差；所述標(biāo)尺包括:以有機玻璃板的中心O點為起點，分別向四周八個方向均勻分布的射線，相鄰射線間夾角為45度，射線上標(biāo)有刻度；和以中心O點為圓心設(shè)置若干半徑不等的同心圓，同心圓的半徑易取為1mm的N倍，N為大于I的整數(shù)。
[0011]所述升降電機采用步進電機，為了保證截錐圓管的勻速提升，采用可以控制行進速度的步進電機，為了節(jié)能，步進電機功率不易太大，能保證將截錐圓管提起即可。步進電機應(yīng)能調(diào)整行進速度，速度應(yīng)能在5mm/s-25mm/s間保持穩(wěn)定。步進電機可以和垂直升降穩(wěn)定控制支架牢固連接，以保證電機運轉(zhuǎn)時，控制支架帶動截錐圓管垂直提升。
[0012]所述淤泥粘滯性測量裝置采用內(nèi)圓柱體旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計，該粘度計可用來測量各種牛頓流體和非牛頓流體的粘滯特性。
[0013]本發(fā)明提出的淤泥粘滯特性測量采用自行研制設(shè)計的淤泥流動度測量裝置，淤泥粘滯性測量采用旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計，綜合考慮兩種測量結(jié)果，全面地反映出淤泥的流動狀態(tài)。利用本發(fā)明提出的淤泥流動狀態(tài)的測量裝置，可以準(zhǔn)確的測出淤泥的流動狀態(tài)，以便對淤泥的流動狀態(tài)進行定量描述。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例1的淤泥流動狀態(tài)測量裝置；
圖2為本發(fā)明實施例1的淤泥流動度測量裝置；
圖3為本發(fā)明實施例1的為淤泥粘滯性測量裝置；
圖4為淤泥粘滯曲線的類型；圖5為淤泥流動狀態(tài)的劃分圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例做進一步說明。
[0016]實施例1
如圖1所示，淤泥流動狀態(tài)的測量裝置100，包括一個旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)粘度計102，用于測量淤泥的粘滯特性，和一個淤泥流動度測量裝置101，用于測量淤泥的流動度。
[0017]如圖2所示，淤泥流動度測量裝置101，由上小下大的截錐圓管2、底板1、支架3和升降電機4組成，底板I設(shè)置在截錐圓管2下方，面積大于截錐圓管2底部面積，支架3和截錐圓管2連接，升降電機4通過支架3帶動截錐圓管2垂直升降。
[0018]截錐圓管2主要用于實驗前盛放淤泥，截