CN101871876A - 可视化多功能裂隙渗流模拟实验台 - Google Patents

可视化多功能裂隙渗流模拟实验台 Download PDF

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Abstract

一种可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，适用于岩土、地质、水利水电等工程中模拟裂隙岩体的渗流试验。实验台的实验台台面上开有多条横纵斜相互连通的进出水裂隙通道，裂隙通道内设有预制裂隙块，各裂隙通道的裂隙通水接口处分别设有与水泵构成循环通路的进出水管，各进出水管上依次分别设有流量传感器、压力传感器及控制阀门，各进水管入口处分别设有进沙口，进沙口的上方设有加沙漏斗；各裂隙通道两侧设有橡胶密封垫，并设有固定在橡胶密封垫上的透明盖板。能完成测量现有实验中所需的实验数据，还能通过观察面观察裂隙中充填物的运移，有效地弥补了使用岩样进行实验的不足。其结构简单，操作方便，实验效果好。

Description

可视化多功能裂隙渗流模拟实验台
技术领域
本发明涉及一种渗流模拟实验台，尤其是一种适用于岩土、地质、水利水电等工程中模拟裂隙岩体渗流的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台
背景技术
裂隙岩体的渗流对岩土工程与水利水电工程的安全有重要地影响。如今已有很多学者对此进行了大量的理论与实验研究。在实际情况中，裂隙往往含有一定的填充物，虽然已有学者对含填充物的裂隙岩体进行过研究，但由于使用的岩体无法观察裂隙中填充物的运移情况，故只能通过对实验数据的分析和自己的认识推测填充物对裂隙岩体渗透率的影响机理。
发明内容
技术问题：本发明目的是提供一种可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，以此对含填充物的裂隙岩体渗流机理进行更为直观地研究。
技术方案：可视化多功能裂隙渗流模拟实验台的实验台台面上开有多条横纵斜相互连通的进出水裂隙通道，裂隙通道内设有预制裂隙块，各裂隙通道的裂隙通水接口处分别设有与水泵构成循环通路的进出水管，各进出水管上依次分别设有流量传感器、压力传感器及控制阀门，各进水管入口处分别设有进沙口，进沙口的上方设有加沙漏斗；各裂隙通道两侧设有橡胶密封垫，并设有固定在橡胶密封垫上的透明盖板。
所述的实验台台面由混凝土制成；所述的多条横纵斜相互连通的进出水裂隙通道为6条；所述的预制裂隙块由石膏制作而成；所述的透明盖板由有机玻璃制成。
有益效果：本发明不仅能完成测量现有实验中所需的实验数据，还能通过观察面观察裂隙中充填物的运移，有效地弥补了使用岩样进行实验的不足。同时，实验台可根据实际研究的裂隙进行自加工和多种裂隙走向的组合，能够适用于各种裂隙渗流实验。具体体现在：
1.实验台使用有机玻璃作为观察面，可观察填充物在裂隙中运动情况。通过实验现象能有效地解释实验数据，同时也可对已有的实验结论进行验证性实验。有效地弥补了以往实验结果的检验性问题；
2.实验台设计有横纵斜共6条裂隙槽，用以组合成各种流向的裂隙，能够实现“v”字形，“Z”和多进(出)水口等各种复杂裂隙网络渗流模拟，使得实验台不仅能满足常规裂隙实验研究，同时能实现特殊情况下的裂隙渗流的研究。
3.在裂隙槽中使用石膏块预制裂隙，可根据所研究的问题而制作相应的裂隙，能够根据实验目的改变裂隙形状，从中能更容易找到具有一定规律的实验现象和实验结论。
4.实验台设有加沙漏斗器，可实现定量化添加颗粒，同时能在实验的任何阶段根据需要进行颗粒添加，相比其他渗流实验能实现最小的扰动情况下的颗粒填充实验，能更准确地找出添加颗粒对裂隙渗流的影响。
5.实验台设计的裂隙长度远大于常规实验室中使用的岩样尺寸，较常规的实验更为贴近实际，较长的裂隙也能更清晰地观察到颗粒的运移情况。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的实验台台体主视结构图。
图3是本发明的实验台台体俯视结构图。
图中：1-实验台台面，2-裂隙通道，3-控制阀门，4-流量传感器，5-压力传感器，6-加沙漏斗，7-水泵，1-1.实验台台体，1-2.有机玻璃板，1-3.橡胶密封垫，1-4预制裂隙块，1-5裂隙通水接口，1-6.螺丝，1-7.螺母，1-8.进沙口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，主由实验台台体1-1、供水系统和实验数据测试装置构成。实验台台体1-1由混凝土制成；供水系统由水泵7和循环水管路构成；实验数据测试装置由流量传感器4、压力传感器5及控制阀门3构成。实验台台体1-1的实验台台面1上开有多条相互连通的进出水裂隙通道2，裂隙通道2内装有预制裂隙块1-4，预制裂隙块1-4由石膏制作而成；各裂隙通道2的裂隙通水接口1-5处分别设有与水泵7构成循环通路的进出水管，各进出水管上依次分别设有流量传感器4、压力传感器5及控制阀门3，各进水管入口处分别设有进沙口1-8，进沙口1-8的上方装有加沙漏斗6，加沙漏斗6通过上的；各裂隙通道2两侧设有橡胶密封垫1-3，并设有固定在橡胶密封垫1-3上的透明盖板1-2，透明盖板1-2由有机玻璃制成。利用橡胶密封垫1-3密封，并通过螺丝1-6和螺母1-7将透明盖板1-2.固定在实验台台面1上。制作预制裂隙块1-4的高度应略高于橡胶密封垫1-3，使得非裂隙的石膏部分能与透明盖板1-2充分接触，保证水只在预制裂隙块1-4的裂隙中流动。
实验前先对未放预制裂隙块1-4的裂隙通道2进行透水试验，之后充填预制裂隙块1-4，由于石膏固结后具有一定的吸水性，实验过程中水流量开始时不宜过大，应低速通水10分钟以上，使得石膏充分吸水之后再进行实验，以减小实验的误差。

Claims (5)

1.一种可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，其特征在于：实验台的实验台台面(1)上开有多条横纵斜相互连通的进出水裂隙通道(2)，裂隙通道(2)内设有预制裂隙块(1-4)，各裂隙通道(2)的裂隙通水接口(1-5)处分别设有与水泵(7)构成循环通路的进出水管，各进出水管上依次分别设有流量传感器(4)、压力传感器(5)及控制阀门(3)，各进水管入口处分别设有进沙口(1-8)，进沙口(1-8)的上方设有加沙漏斗(6)；各裂隙通道(2)两侧设有橡胶密封垫(1-3)，并设有固定在橡胶密封垫(1-3)上的透明盖板(1-2)。
2.根据权利要求1所述的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，其特征在于：所述的实验台台面(1)由混凝土制成。
3.根据权利要求1所述的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，其特征在于：所述的多条横纵斜相互连通的进出水裂隙通道(2)为6条。
4.根据权利要求1所述的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，其特征在于：所述的预制裂隙块(1-4)由石膏制作而成。
5.根据权利要求1所述的可视化多功能裂隙渗流模拟实验台，其特征在于：所述的透明盖板(1-2)由有机玻璃制成。
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