基于遇水膨胀橡胶的分层抽水管外止水新方法及其优化

分层抽水试验是水文地质勘探的重要技术内容。针对传统分层抽水管外止水方法效率低、可靠性及可控性差等难题,利用聚丙烯酸钠树脂的高吸水特性,开发了遇水膨胀橡胶,提出一种基于遇水膨胀橡胶的管外止水新方法,并采用响应面法对该新方法进行了优化研究。以吸水膨胀率为响应指标,通过Box-Behnken试验设计构建代理模型,探究不同工艺、工况参数及其交互作用对橡胶吸水膨胀性能的影响,达到优化工艺、预测工况的双重目的。结果表明:遇水膨胀橡胶的最佳工况和工艺参数组合为水溶液pH值7.0、吸水时间136 h、聚丙烯酸钠添加量61份、改性芳纶短纤维添加量4.5份。最后,研制了基于遇水膨胀橡胶的管外止水装置,经试验验证了所提方法的可行性,对地下水资源勘探利用具有工程应用价值。