检测覆盖层的空气阻隔性,是自燃煤矸石山治理实践亟待研究和解决的问题,也是自燃煤矸石山覆压效果监测的迫切要求。研究了一种大尺寸土质试样透气性的测试设备,利用正压差法直接测定自燃煤矸石山覆盖层试样的空气阻隔性,并对覆盖层阻燃效果进行有效性评价。设备由密闭气腔、压力源、计量元件三大部分组成。密闭气腔直径为120~240 mm,由3段腔体依次密封连接而成,上游段为注气腔,下游段为排气腔,中间段为放置有待测土质试样的测试腔;压力源为空气压缩机并串联空气减压阀;计量元件为气压表、流量计或可读气体流量的仪表。对设备性能进行检测,气密性检测表明该设备在压差0.2 MPa时,10 h之内可以保证密闭,能满足本试验中土质材料覆压阻燃效果的测试要求;对设备进行数据重现性及重复性检测,结果显示偏差系数均小于10%。对一组不同密实度粉煤灰试样的空气渗透性进行了测试,试验结果表明,不同试样的空气渗透速度与试验压差均呈线性比例递增,且线性模型的斜率随试样密实度增加而减小;在压差小于0.05 MPa的范围内,根据透过阻隔性较差的粉煤灰的空气渗流速度计算雷诺数,结果均小于1;不同的压实功能作用下,密实度大的试样渗透率较小,空气阻隔性能好,设备检测结果符合客观实际。

国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2009AA06Z320)；山西省自然科学基金资助项目(2011011030-3)；