CN107860893A - 一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置 - Google Patents

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李长冬
王陈琦
刘文强
张�成
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Abstract

本发明公开了一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，水箱通过导水管与顶部水管连通，流量计、阀门位于所述导水管上；采用流量计实时监测传输至顶部水管的水量，以监测模拟边坡降雨过程中下降到边坡模拟试验箱中边坡模型上的雨量大小；通过阀门控制流经顶部水管的水量，实现实时调节监测模拟降雨量、降雨强度以及降雨历时的天然模拟；所述顶部水管位于所述边坡模型试验箱的正上方；所述边坡模型中相邻埋设位移计及孔隙水压计，实时监测模拟降雨过程中边坡模型的位移、水压力变化，更进一步地精确模拟天然降雨过程中边坡的变化；装置结构简单，操作方便，制造成本低，实用性强。

Description

一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置。
背景技术
我国山地面积广，滑坡地质灾害频发。滑坡往往是在多种诱发因素的耦合作用下产生变形破坏，这些诱发因素包括降雨、地震、开挖坡脚等外在因素和内在不良地质因素。其中降雨是最常见的外在诱发因素之一，有研究表明，60％以上的边坡失稳是由于降雨引起的。因此，通过研究降雨量、降雨强度和降雨历时等与滑坡变形特征之间的关系，进一步研究降雨对滑坡的触发机制，可为防治降雨型滑坡提供理论依据。由于在野外边坡很难具备现场模拟降雨试验的条件，因此，模拟边坡降雨试验常在室内进行。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种流量可调节，能实现降雨量、降雨强度和降雨历时等天然模拟的室内降雨边坡模型试验装置。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，包括水箱、流量计、阀门、顶部水管和边坡模型试验箱；所述水箱通过导水管与所述顶部水管连通，所述流量计、阀门位于所述导水管上；所述顶部水管位于所述边坡模型试验箱的正上方；所述边坡模型试验箱中填充边坡模型，并在所述边坡模型中埋设位移计及孔隙水压计，所述位移计与所述孔隙水压计相邻设置，均沿所述边坡模型的竖向设置。
优选地，所述水箱中设有水泵，所述水泵的出水端与所述导水管连通；所述流量计位于所述阀门与水泵之间。
优选地，多个所述顶部水管十字连通交叉形成模拟降雨的网格，其中，横向或纵向的顶部水管底部钻设降雨喷口。
优选地，还包括角钢支撑杆，所述角钢支撑杆位于所述顶部水管与所述边坡模拟试验箱之间，其上下端分别位于所述顶部水管网格、边坡模型试验箱的四个角上，支撑所述顶部水管。
优选地，所述顶部水管包括PVC直管与PVC弯管接头，通过所述PVC直管与PVC弯管连接形成所述网格。
优选地，所述边坡模型试验箱的一侧下部设有排水孔。
优选地，还包括积水箱，所述积水箱紧邻所述边坡模拟试验箱设置；所述排水孔排水至所述积水箱中。
优选地，所述位移计为柔性位移计。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，采用流量计实时监测传输至顶部水管的水量，以监测模拟边坡降雨过程中下降到边坡模拟试验箱中边坡模型上的雨量大小；通过阀门控制流经顶部水管的水量，实现实时调节监测模拟降雨量、降雨强度以及降雨历时的天然模拟；并在边坡模型中埋设位移计、孔隙水压计实时监测模拟降雨过程中，边坡模型位移变化、水压力变化，更进一步地精确模拟天然降雨过程中边坡变化；装置结构简单，操作方便，制造成本低，实用性强。
附图说明
图1是本发明实施例装置结构示意图；
图2是本发明实施例装置侧面结构示意图；
图3是本发明实施例装置底面结构示意图。
其中，1水泵、2水箱、3导水管、4流量计、5阀门、6顶部水管、7边坡模型试验箱、8排水孔、9积水箱、10角钢支撑杆、11降雨喷口、边坡模型12、位移计13、孔隙水压计14。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
参照附图1、2，一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，包括水箱2、流量计4、阀门5、顶部水管6和边坡模型试验箱7；所述水箱2通过导水管3与所述顶部水管6连通，水箱中的水通过导水管3传输至所述顶部水管6中，通过顶部水管6实现模拟降雨，所述流量计4、阀门5位于所述导水管3上，流量计4实时监测流至顶部水管6中的水量，阀门5可控制水量的大小，便于控制模拟降雨量的大小；所述顶部水管6位于所述边坡模型试验箱7的正上方；所述边坡模型试验箱7中填充边坡模型12，顶部水管6内的水流垂直流向边坡模型12中，实现模拟天然降雨的过程，并在所述边坡模型12中埋设位移计13及孔隙水压计14，所述位移计13与所述孔隙水压计14相邻设置，均沿所述边坡模型12的竖向设置，位移计13可实时监测边坡模型12的移动情况，孔隙水压计14实时监测边坡模型12中的水压力，通过位移计13监测的边坡模型12位移数据、孔隙水压计14监测的边坡模型12内的水压力数据可为研究野外边坡降雨滑坡提供可靠的数据支持。
进一步地，所述水箱2中设有水泵1，所述水泵1的出水端与所述导水管3连通；所述流量计4位于所述阀门5与水泵1之间，水泵1是本发明实施例装置的动力来源，启动水泵1将水箱2中的水运输至所述顶部水管6中。
进一步地，还包括角钢支撑杆10，所述角钢支撑杆10位于所述顶部水管6与所述边坡模拟试验箱7之间，其上下端分别位于所述顶部水管6形成的网格、边坡模型试验箱7的四个角上，支撑所述顶部水管6，防止顶部水管6的变形，保证顶部水管6的稳固。
进一步地，所述顶部水管6包括PVC直管与PVC弯管接头，通过所述PVC直管与PVC弯管连接形成所述网格，保证顶部水管6内水流均匀。顶部水管6横向和纵向上均分别设置4根，根据边坡模型12可改变顶部水管6的数量。
进一步地，所述边坡模型试验箱7的一侧下部设有排水孔8，便于将边坡模型试验箱7内的水流出，实现模拟边坡降雨过程的真实性。
进一步地，还包括积水箱9，所述积水箱9紧邻所述边坡模拟试验箱7设置；所述排水孔8排水至所述积水箱9中。积水箱9存储经边坡模型12后的水样，便于采样检测水样的性质，可更好地了解边坡降雨滑坡过程。
进一步地，所述位移计13为柔性位移计。柔性位移计13可监测到边坡模型12中的较小的位移，监测精度高。
参照附图3，进一步地，多个所述顶部水管6十字连通交叉形成模拟降雨的网格，其中，横向排列或纵向排列的顶部水管6底部均匀钻设降雨喷口11，网格状排列的顶部水管6及降雨喷口11的设置可实现均匀降水。降雨喷口6的密度根据实际需要的降雨设置。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，包括水箱、流量计、阀门、顶部水管和边坡模型试验箱；所述水箱通过导水管与所述顶部水管连通，所述流量计、阀门位于所述导水管上；所述顶部水管位于所述边坡模型试验箱的正上方；所述边坡模型试验箱中填充边坡模型，并在所述边坡模型中埋设位移计及孔隙水压计，所述位移计与所述孔隙水压计相邻设置，均沿所述边坡模型的竖向设置。
2.根据权利要求1所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，所述水箱中设有水泵，所述水泵的出水端与所述导水管连通；所述流量计位于所述阀门与水泵之间。
3.根据权利要求1所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，多个所述顶部水管十字连通交叉形成模拟降雨的网格，其中，横向或纵向的顶部水管底部钻设降雨喷口。
4.根据权利要求3所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，还包括角钢支撑杆，所述角钢支撑杆位于所述顶部水管与所述边坡模拟试验箱之间，其上下端分别位于所述顶部水管网格、边坡模型试验箱的四个角上，支撑所述顶部水管。
5.根据权利要求3所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，所述顶部水管包括PVC直管与PVC弯管接头，通过所述PVC直管与PVC弯管连接形成所述网格。
6.根据权利要求1所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，所述边坡模型试验箱的一侧下部设有排水孔。
7.根据权利要求6所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，还包括积水箱，所述积水箱紧邻所述边坡模拟试验箱设置；所述排水孔排水至所述积水箱中。
8.根据权利要求1所述的一种流量可调节的室内降雨边坡模型试验装置，其特征是，所述位移计为柔性位移计。
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