一種巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置的製作方法
2023-04-30 05:03:17 2
本發明涉及巖土衝蝕技術領域，尤其涉及一種巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置。
背景技術：
土體是一種孔隙介質材料，自然界的土體由土顆粒、孔隙水、孔隙氣組成。在壓力等外界因素作用下，孔隙水會在土體孔隙中流動，即為滲流。滲透性是土體重要的水力學特性之一，土體滲透性的測試在實際工程層中有著重要意義。對於砂性土來說，工程中的滲透常常以衝蝕的形式表現，即由於滲流力的作用，土體中顆粒被水流攜帶走。實驗室常用常水頭及變水頭滲透試驗對土體滲透性進行測試，相關方法並已寫入國家規範(GB50021)。而用於研究土體衝蝕特性的室內試驗設備仍缺失。現有土體滲透試驗設備主要進行土體滲透性研究，即不涉及到土體質量流失，不適用於土體衝蝕性能的研究。
因此，針對現有技術存在的這些問題，研發一種適用於土體衝蝕性能的研究，用於評估橋梁、堤壩等水工結構物地基土體的衝蝕破壞程度、破壞範圍、破壞發展速率、及發生管湧的可能性，進而為此類工程問題的解決提供參考依據的巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置，具有重要的意義。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種適用於土體衝蝕性能的研究，用於評估橋梁、堤壩等水工結構物地基土體的衝蝕破壞程度、破壞範圍、破壞發展速率、及發生管湧的可能性，進而為此類工程問題的解決提供參考依據的巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置。
本發明的技術方案為：
一種巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置，包括機架、進水管、水箱、水泵、控制單元、進水管路、出水管路、衝蝕管、土樣室、土樣升降系統，所述進水管輸水進所述水箱，所述進水管路、衝蝕管、出水管路依次連接，所述出水管路排出水進入所述水箱，所述水箱內設有過濾網，出水管路排出水經過濾網過濾後經所述水泵進入進水管路循環利用，所述土樣室位於所述衝蝕管內，所述土樣升降系統通過推桿將土樣送入所述土樣室。
進一步的，所述進水管路上設有流量控制閥。
進一步的，所述出水管路上設有流量計和溫度探頭。
進一步的，所述進水管上設有進水閥。
進一步的，所述進水閥、流量控制閥、流量計、溫度探頭被控端均與所述控制單元連接。
進一步的，所述控制單元表面設有控制面板，所述控制面板為觸控屏。
進一步的，所述機架四周設有行走輪。
本發明的有益效果在於：
本發明能通過系統內部各傳感器測定或經計算得到流出土樣的水流流速、流量、溫度、動水壓力，以及土樣的應力損失等數據，經計算程序即可算出土樣的衝蝕深度並對土樣衝蝕程度及管湧可能性進行評估，對土體衝蝕特性進行定性及定量描述，可用於研究水工建築物的地基巖土體抗衝蝕及管湧特性，其結果可用於評估橋梁、堤壩等水工結構物地基土體的衝蝕破壞程度、破壞範圍、破壞發展速率、及發生管湧的可能性，進而為此類工程問題的解決提供參考依據。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為圖1的左視圖。
其中：
1、機架 2、進水管 3、水箱
4、水泵 5、控制單元 6、進水管路
7、出水管路 8、衝蝕管 9、土樣室
10、土樣升降系統 11、推桿 12、流量控制閥
13、流量計 14、溫度探頭 15、進水閥
16、控制面板 17、行走輪
具體實施方式
為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明。
根據圖1、2所示，一種巖土體衝蝕及管湧模擬試驗裝置，包括機架1、進水管2、水箱3、水泵4、控制單元5、進水管路6、出水管路7、衝蝕管8、土樣室9、土樣升降系統10，所述進水管2輸水進所述水箱3，所述進水管路6、衝蝕管8、出水管路7依次連接，所述出水管路7排出水進入所述水箱3，所述水箱3內設有過濾網，出水管路7排出水經過濾網過濾後經所述水泵4進入進水管路6循環利用，所述土樣室9位於所述衝蝕管8內，所述土樣升降系統10通過推桿11將土樣送入所述土樣室9。
需要指出的是，所述進水管路6上設有流量控制閥12。
需要指出的是，所述出水管路7上設有流量計13和溫度探頭14。
需要指出的是，所述進水管2上設有進水閥15。
需要指出的是，所述進水閥15、流量控制閥12、流量計13、溫度探頭14被控端均與所述控制單元5連接。
需要指出的是，所述控制單元5表面設有控制面板16，所述控制面板16為觸控屏。
需要指出的是，所述機架1四周設有行走輪17。
本發明工作時，水泵將水箱內的水泵入進水管路，進水管路、衝蝕管、出水管路依次連接，土樣升降系統通過推桿將土樣送入土樣室，進水管路裡的水進入衝蝕管，衝蝕土樣室內土樣，土樣和水的混合物進入出水管路，經出水管路進入水箱，水箱內有過濾網，過濾後的水再次經水泵循環使用，此外，還可通過進水管向水箱內注入新的水，作為水源使用。
本發明能通過系統內部各傳感器測定或經計算得到流出土樣的水流流速、流量、溫度、動水壓力，以及土樣的應力損失等數據，經計算程序即可算出土樣的衝蝕深度並對土樣衝蝕程度及管湧可能性進行評估，對土體衝蝕特性進行定性及定量描述，可用於研究水工建築物的地基巖土體抗衝蝕及管湧特性，其結果可用於評估橋梁、堤壩等水工結構物地基土體的衝蝕破壞程度、破壞範圍、破壞發展速率、及發生管湧的可能性，進而為此類工程問題的解決提供參考依據。
以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。