CN108020489A - 充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法，包括：可视化模型系统，其内装载试验试样，作为承载装置完成对充填型岩溶全过程渗透的模拟；可控支撑系统，其用于支撑可视化模型箱，通过改变可视化模型箱倾角对可视化模型箱内部流体的渗流方向进行控制；伺服加载系统，控制试验过程中的水压，为可视化模型箱提供了四种不同的加载模式；高速摄像系统，负责记录渗透破坏过程中透明渗透模型箱内部水流与颗粒运动情况；综合数据测量系统，监测记录渗透破坏过程中包括但不限于渗压、渗流量、涌砂量因素的变化规律；信息分析反馈系统，对渗透过程及渗透破坏全过程进行实时记录和分析，完成数据处理和反馈。

Description

充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法

技术领域

本发明涉及一种充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法。

背景技术

岩溶地貌，又称喀斯特地貌，是水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行溶蚀、冲蚀、潜蚀和崩塌等地质作用形成的一种地貌。岩溶地貌在全球广泛分布，中国是世界上岩溶面积最大的国家，其中，西南地区岩溶面积高达总面积的三分之一以上。在喀斯特地貌区域，岩体中分布有许多裂隙、管道和溶腔，在修建隧道、基坑等地下工程时，极易因渗透破坏诱导大规模、突发性的突水涌泥灾害，造成人员伤亡、工期延误、机械设备损坏、投资费用增加等诸多问题。针对岩溶渗透过程的模拟，全球学者从理论分析、模型试验、数值模拟等方面开展了一系列的研究，但目前，尚未有针对不同产出状态的充填型岩溶进行渗透破坏的全方位监测的试验系统，且现有试验对渗透破坏全过程各项指标的监测也不够及时准确。因此，有必要开发一种充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法。

发明内容

本发明为克服上述技术的不足，提供一种集可视与智能检测为一体的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与操作方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于模拟充填型岩溶全过程渗透的大尺度可调角渗透破坏试验系统，可视化模型系统，其内装载试验试样，作为承载装置完成对充填型岩溶全过程渗透的模拟；

可控支撑系统，其用于支撑可视化模型系统，可通过改变可视化模型系统倾角对可视化模型箱内部流体的渗流方向进行控制；

伺服加载系统，控制试验过程中的水压，为可视化模型系统提供了定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式；

高速摄像系统，负责记录渗透破坏过程中可视化模型系统中渗透破坏发生的情况；

综合数据测量系统，监测记录渗透破坏过程中包括但不限于渗压、渗流量、涌砂量因素的变化规律；

信息分析反馈系统，接收伺服加载系统、高速摄像系统以及综合数据测量系统发射的无线信号，对渗透过程及渗透破坏全过程进行实时记录和分析，完成数据处理和反馈。

通过充填型岩溶原状充填物的模拟试验，研究原状充填物渗透破坏发生时的渗透破坏特征，以及渗透破坏发生、发展、破坏过程中水力梯度、流速及涌水涌沙量随时间变化的规律。

进一步的，所述的可视化模型系统包括渗透模型箱、进水管、多孔挡板、多层滤网、导水管和角度检测仪；

所述的渗透模型箱，其进水端有开口，开口与进水管连接，且在进水侧沿渗透方向依次设置多孔挡板和多层滤网，多孔挡板对滤网起保护作用，减小高水压冲击，多层滤网可采用多层PP棉和不锈钢滤网间隔组成，多层滤网缓解了进水段水压分布不均，避免出现因较大压力产生的非均一冲蚀，渗透模型箱的出水端与导水管连接，导水管出口为倒置漏斗形状；所述的角度检测仪用于检测渗透模型箱的倾斜角度。

进一步的，所述的可控支撑系统包括固定铰支座、液压伸缩杆和三角液压伸缩架；

所述的固定铰支座包括入口固定铰、出口固定铰两种，分别固定在渗透模型箱的进水侧和出水侧，所述的入口固定铰与两组三角液压伸缩架相连，所述的出口固定铰通过液压伸缩杆与底座相连，通过控制三角液压伸缩架、伸缩杆实现对渗透模型箱的180°转动，进而模拟不同产出形态下充填介质的渗透破坏。

所述的一组三角液压伸缩架由三个液压伸缩杆组成，通过固定铰支座与底座相连；

进一步的，所述的伺服加载系统可提供定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式，由水箱、加载装置组成。具体地，当使用定流量或变流量模式时，加载装置采用伺服水压加载器，伺服加载系统当使用定压力或变压力模式时，加载装置为气压加载装置及电器控制设备组成。加载装置带有显示屏，可根据需要编程手动输入加载方程，显示屏实时显示加载曲线。；

进一步的，所述的高速摄像系统包括高速摄像仪、无线传输收发器、电动滑轨、自动升降杆和激光测距仪，电动滑轨设置在试验架上，高速摄像仪、无线传输收发器、激光测距仪集成在一个壳体内，通过自动升降杆悬挂在电动滑轨上，可沿杆滑动；

所述的无线传输收发器分别与高速摄像仪、激光测距仪、中央处理器通信，一方面实时的将高速摄像仪拍摄的图片传输到中央处理器；另一方面将激光测距仪测得的摄像机与模型箱的距离传输至中央处理器，所述的中央处理器根据测得的距离调控电动滑轨和自动升降杆，使得摄像机与渗透模型箱的中心保持一定的距离，同时自动旋转调节高速摄像仪，可保持镜头与渗透容器表面平行。一般情况下，保持摄像仪与模型箱之间的距离约30-50cm左右。将通过摄像系统拍摄大量渗透破坏图像录入计算机，采集渗透破坏发生时的渗透特征图像数据，建立渗透破坏图像特征库。试验时，将实时拍摄的图像与特征库进行比对，当特征相似时，对重点渗透失稳部位进行自动对焦、定位，进行集中高清拍摄。

进一步的，所述的综合数据测量系统包括渗压传感器、流量记录仪、压力记录仪、集水器、自动称量测量仪和筛分烘干装置；

所述的渗压传感器埋设于原状填充物试样中，流量记录仪和压力记录仪固定在进水管上，减小由于伺服加载系统的加压不均所导致的测量误差，试验过程中的渗压、流量、水压变化可实时传输至中央处理器；

所述的集水器负责收集渗透破坏带出的水和固体颗粒，多个集水器紧密排布在传送带上，集水器之间放置三角排水板，减少传送带移动过程中泥水沿集水器边缘的耗散；所述的自动称量测量仪记录泥水混合物的重量P₁，可计算泥水渗透流量Q*；所述的筛分烘干装置对已完成泥水收集的集水器进行静置分离、筛分烘干及称重，获得固体重量P₂，进一步获得修正后的纯水渗透流量Q；

Q^*＝P₁/ρ_w t

Q＝(P₁-P₂)/ρ_w t

其中，ρ_w为水的密度，t为称量所用时间。

具体的，试验开始前进行称重清零；实验过程中，泥水首先落入集水器I中，经规定时间传送带向前移动一个集水器的距离，手动在传送带后端补充集水器，使泥水依次落入集水器II、III、IV中，自动称量测量仪记录出水涌泥重量P₁，随后将各个集水器中的泥水进行筛分烘干，数据可根据设置自动换算为流量数据Q^*，通过无线传输在中央处理器显示屏实时显示；

所述的试验实施过程中，每隔一定时间，将已完成泥水收集的集水器进行静置分离，对其进行筛分烘干、称重，获得固体重量P₂，进一步获得修正后的渗透流量Q；

所述的信息分析反馈系统包括中央处理器和显示器，中央处理器接收高速摄像仪、激光测距仪的信号，实时对数据进行处理分析，通过显示器对渗透破坏全过程进行展示观察。

应用上述装置实现充填型岩溶渗透破坏全过程模拟的方法，包括以下步骤：

1)提前预制好充填型岩溶原状充填物试样，并将渗压传感器埋设其中；

2)将试样放进渗透模型箱，在进水端依次设置多层滤网和多孔挡板，将软管一段与模型箱进水端的开口连接，另一端与伺服加载系统连接，流量记录仪和压力记录仪固定在软管上，渗透模型箱出水端与导水管相连，安置好集水器、传送带和自动称量测量仪；

3)根据所模拟的产出状态，通过液压伸缩架、伸缩杆调节好渗透模型箱的倾斜角度，并根据倾斜角度调节高速摄像仪的位置和角度，开启中央处理器和显示器；

4)保持渗流方向不变，逐级增加水压，通过显示屏进行全程观察，测量记录渗透破坏发生的全过程；

5)通过监测的渗压、流量、水压、渗流量和涌砂量，以及摄像系统记录的渗透特征，得到渗透破坏发过程中多种物理信息的变化情况，研究原状充填物在渗透破坏发生时的渗透率、渗透破坏特征，以及渗透破坏发生、发展、破坏过程中水力梯度和流速随时间变化的规律，研究渗透破坏机理；

6)本试验可根据具体需要改变渗流方向、水压、原状充填物级配及密实度等任意一个或多个条件，进行重复试验。

本发明研究了一种用于充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与操作方法，解决了以往实践中不能调整渗透角度的缺陷，缺乏对渗透破坏发生过程进行综合监测的技术难题。与前人研究相比，本发明装置具有以下优点：

1、本系统模型箱采用高强度透明树脂材料，可对实验过程进行观测和拍摄，实现了渗透破坏过程的可视化，更加清晰直观地观察渗透通道形成的过程；

2、本系统设计了一套可控支撑系统，可根据具体试验要求，灵活地改变倾角，实现180°旋转，完成对不同角度含水构造、特定渗流方向下渗透破坏的模拟；

3、高速摄像系统负责记录渗透破坏过程，为渗透过程记录图像资料。通过滑轨、升降杆、激光测距仪等移动装置，实现了高速摄像机的三维调节以及精确定位，保证了摄像机与渗透模型箱的中心的距离要求；

4、本系统可根据需要编程输入加载曲线，通过加载水压和气压两种方式，分别实现定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式，提供不同水力条件，充分满足试验需求；

5、本发明提出的综合数据测量系统，包括传送带、集水器、自动称量测量仪等，可实现传送、收集、测量、筛分功能一体化，自动修正渗透流量；

6、本发明可试验过程中的数据变化进行全面监测，包括渗压、流量、水压的变化，并通过无线传输，经计算机处理分析，完成实时反馈和记录。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明结构三维视图；

图2为本发明结构二维正视图；

图3为模型箱细部结构示意图；

图4为高速摄像系统细部结构示意图；

图5为称重装置细部结构示意图；

图中：1、渗透模型箱；2、进水管；3、导水管；4、固定铰支座；5、液压伸缩杆；6、三角液压伸缩架；7、固定铰支座；8、底座；9、加载装置；10、水箱；11、高速摄像仪；12、电动滑轨；13、钢框架；14、流量记录仪；15、压力记录仪；16、集水器；17；三角排水板；18；传送带；19、自动称量测量仪；20、中央处理器；21、显示器；

1-1、多层滤网；1-2、多孔挡板；1-3渗压传感器；1-4原状填充物；1-5角度检测仪，11-1无线传输收发器；11-2激光测距仪；11-3自动升降杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对充填型岩溶渗透破坏进行综合监测的模型试验较少，尚未针对变角度条件下开展渗透破坏的研究，且对突水灾害过程各指标的监测也不够及时准确。因此，有必要针对充填型岩溶开发一种渗透破坏全过程模拟监测的可调角度试验系统与操作方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与操作方法。

如图1、2、3所示，本发明用于模拟充填型岩溶全过程渗透的大尺度可调角渗透破坏试验系统，整体上包括以下结构：

可视化模型箱系统，装载试验试样，作为承载装置完成对充填型岩溶全过程渗透的模拟；

可控支撑系统，支撑渗透模型箱，可通过改变倾角对渗流方向进行控制；

伺服加载系统，控制试验过程中的水压，提供了定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式；

高速摄像系统，负责记录渗透破坏过程中透明渗透模型箱内部水流与颗粒运动情况；

综合数据测量系统，监测记录渗透破坏过程中渗压、渗流量、涌砂量等因素的变化规律；

信息分析反馈系统，包括传输线、中央处理器、显示器，接收伺服加载系统、高速摄像系统以及综合数据测量系统发射的无线信号，对渗透过程及渗透破坏全过程进行实时记录和分析，完成数据处理和反馈。

本发明中的可视化模型箱系统：包括渗透模型箱1、进水管2、多孔挡板1-2、角度检测仪1-5、多层滤网1-1和导水管3；

渗透模型箱1由高强度透明树脂材料制成，长0.5m、宽0.5m、高0.3m，其进水端有开口，开口与进水管2连接，且沿着水流方向依次设置了多孔挡板1-2和多层滤网1-1，多孔挡板1-2对滤网起保护作用，减小高水压产生的冲击，多层滤网减小了进水段水压分布不均，避免进水时形成较大压力，进而避免对渗透介质的非均一冲蚀，渗透模型箱1出水端与导水管3连接，导水管3出口为倒置漏斗形状；角度检测仪1-5位于液压伸缩杆与模型箱的连接处，用于检测模型箱的倾斜角度；

具体的，多孔挡板1-2和多层滤网1-1的分布方式是：

紧贴在箱体的进水侧的侧壁内侧设置多孔挡板1-2，然后紧邻多层挡板设置多层滤网1-1，然后，在多层滤网1-1与箱体的其他侧壁形成的空间内放置原状填充物1-4；在原状填充物内埋设渗压传感器1-3。

本发明中可控支撑系统，包括固定铰支座4、液压伸缩杆5、三角液压伸缩架6和固定铰支座7；固定铰支座4位于渗透模型箱1的入口端，其包括八个，其中四个对应一组三角液压伸缩架，一组三角液压伸缩架由三个液压伸缩杆组成，其中两个液压伸缩杆通过两个入口固定铰与试验架的底座相连，两个液压伸缩杆的输出端通过一个入口固定铰与第三个液压伸缩杆相连，第三个液压伸缩杆的输出端与模型箱相连；两组三角液压伸缩架通过一个连杆相连，实现同步运动。

上面所述的固定铰支座7包括四个，渗透模型箱1的出口端两侧各设有一个，与这两固定铰支座相对的在底座上也设有两个，上下相对的固定铰支座7通过液压伸缩杆、相连，通过控制三角液压伸缩架、液压伸缩杆实现对渗透模型箱的180°转动，进而模拟不同渗流方向、产出形态下的充填介质渗透破坏。

本发明中的伺服加载系统由水箱、加载装置组成，可提供定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式；具体地，当使用流量模式时，加载装置采用伺服水压加载器；当使用压力模式时，加载装置为气压加载装置及电器控制设备组成。加载装置带有显示屏，可根据需要编程手动输入加载方程，显示屏实时显示加载曲线。

本发明中所述的高速摄像系统包括高速摄像仪11、无线传输收发器11-1、电动滑轨12、钢框架13、自动升降杆11-3和激光测距仪11-2，钢框架13形成一个矩形的框架；

电动滑轨设置在钢框架13上，高速摄像仪11、无线传输收发器11-1、激光测距仪11-2集成在一个壳体内，通过自动升降杆11-3悬挂在电动滑轨上；通过控制电动滑轨的运动以及自动升降杆的滑动可以实现高速摄像仪在X、Y轴方向的运动，通过控制自动升降杆的升降可以实现高速摄像仪在Z轴方向的运动，进而调节高速摄像仪、无线传输收发器、激光测距仪的位置；

无线传输收发器11-1可实时将拍摄的图片传输到中央处理器，激光测距仪负责测量摄像机到模型箱的距离，并传输至中央处理器，以调控电动滑轨和自动升降杆，摄像机与渗透模型箱的中心保持30-50cm的距离，并自动旋转调节高速摄像仪，可保持镜头与渗透容器表面平行；

综合数据测量系统包括渗压传感器1-3、流量记录仪14、压力记录仪15、集水器16、自动称量测量仪19和筛分烘干装置；

渗压传感器1-3埋设于原状土试样中，流量记录仪14和压力记录仪15固定在进水管2上，减小由于伺服加载系统的加载不均所导致的测量误差，试验过程中的渗压、流量、水压变化可实时传输至中央处理器；

如图5所示，集水器为立方体，负责收集渗透破坏带出的水和固体颗粒，多个集水器紧密排布在传送带18上，集水器之间放置三角排水板17，防止传送带18移动过程中泥水沿集水器边缘的耗散，试验开始前进行称重清零。实验过程中，泥水首先落入集水器I中，经规定时间传送带18向前移动一个集水器的距离，手动在传送带后端补充集水器，使泥水依次落入集水器II、III、IV中，自动称量测量仪记录出水涌泥重量P₁，随后将集水器I中的泥水进行筛分烘干，数据可根据设置自动换算为流量数据Q*，通过无线传输在中央处理器显示屏实时显示；

试验实施过程中，每隔一定时间，将已完成泥水收集的集水器进行静置分离，对其进行筛分烘干、称重，获得固体重量P₂，进一步获得修正后的渗透流量Q；

Q^*＝P₁/ρ_w t

Q＝(P₁-P₂)/ρ_wt

其中，ρ_w为水的密度，t为称量所用时间。

信息分析反馈系统包括传输线、中央处理器20、显示器21，中央处理器接收信号，实时对数据进行处理分析，通过显示器对渗透过程及渗透破坏进行全过程展示和反馈；

具体的实验过程如下：

试验开始前，根据充填型岩溶原状充填物预制好试样1-4，并将渗压传感器1-3埋设其中。随后，将试样放进渗透模型箱1，在进水端依次设置多层滤网1-1和多孔挡板1-2，模型箱进水端与软管2相连，且流量记录仪14和压力记录仪15固定在软管上，软管另一端与伺服加载系统9连接，渗透模型箱出水端与导水管3相连，多个集水器16紧密排布在传送带18上，集水器之间放置三角排水板17，安置好自动称量测量仪19。根据预设的渗流方向，通过液压伸缩杆5、三角液压伸缩架6调节好渗透模型箱的倾斜角度，调控电动滑轨12和自动升降杆11-3，令摄像机11与渗透模型箱1的中心保持0.3-0.5m的距离，自动旋转调节高速摄像仪实现对焦，可保持镜头与渗透容器表面平行。随后，开启中央处理器20和显示器21，并且试验开始前进行称重清零工作。试验过程中，保持渗流方向不变，调节伺服加载系统9，施加水压，通过显示屏进行全程观察，测量记录渗透破坏发生的全过程。试验时，将实时拍摄的图像与渗透破坏图像特征库进行比对，当特征相似时，对重点渗透失稳部位进行自动对焦、定位，进行集中高清拍摄。随着试验的进行，泥水首先落入集水器I中，经规定时间传送带向前移动一个集水器的距离，手动在传送带后端补充集水器，使泥水依次落入集水器II、III、IV中，自动称量测量仪记录出水涌泥重量，随后将集水器I中的泥水进行筛分烘干，数据可根据编程由计算机处理，自动换算、修正流量数据，通过无线传输在中央处理器显示屏实时显示。

本发明可根据具体需要改变渗流方向、水压、原状充填物级配及密实度等任意一个或多个条件，进行重复试验。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，包括：可视化模型系统，其内装载试验试样，作为承载装置完成对充填型岩溶全过程渗透的模拟；

可控支撑系统，其用于支撑可视化模型系统，可通过改变可视化模型系统倾角对可视化模型箱内部流体的渗流方向进行控制；

伺服加载系统，控制试验过程中的水压，为可视化模型系统提供了定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式；

高速摄像系统，负责记录渗透破坏过程中可视化模型系统中渗透破坏发生的情况；

综合数据测量系统，监测记录渗透破坏过程中包括但不限于渗压、渗流量、涌砂量因素的变化规律；

信息分析反馈系统，接收伺服加载系统、高速摄像系统以及综合数据测量系统发射的无线信号，对渗透过程及渗透破坏全过程进行实时记录和分析，完成数据处理和反馈。

2.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的可视化模型系统包括渗透模型箱、进水管、多孔挡板、角度检测仪、多层滤网和导水管；所述的渗透模型箱，其进水端有开口，开口与进水管连接，且在透水模型箱的进水侧沿着水流渗透方向依次设置了多孔挡板和多层滤网，渗透模型箱的出水端与导水管连接；所述的角度检测仪用于检测渗透模型箱的倾斜角度。

3.如权利要求2所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的导水管出口为倒置漏斗形状。

4.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的可控支撑系统包括固定铰支座、液压伸缩杆和三角液压伸缩架；

所述的固定铰支座包括入口固定铰、出口固定铰两种，分别固定在渗透模型箱的进水侧和出水侧，所述的入口固定铰与两组三角液压伸缩架相连，所述的出口固定铰通过液压伸缩杆与底座相连，通过控制三角液压伸缩架、伸缩杆实现对渗透模型箱的180°转动，进而模拟不同产出形态下充填介质的渗透破坏。

5.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的伺服加载系统由水箱、加载装置组成，可提供定流量、变流量、定压力和变压力四种不同的加载模式；具体地，当使用定流量或变流量模式时，加载装置采用伺服水压加载器；当使用定压力或变压力模式时，加载装置为气压加载装置及电器控制设备组成。加载装置带有显示屏，可根据需要编程手动输入加载方程，显示屏实时显示加载曲线。

6.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的高速摄像系统包括高速摄像仪、无线传输收发器、电动滑轨、自动升降杆和激光测距仪；电动滑轨设置在试验架上，高速摄像仪、无线传输收发器、激光测距仪集成在一个壳体内，通过自动升降杆悬挂在电动滑轨上；

所述的无线传输收发器分别与高速摄像仪、激光测距仪、中央处理器通信，一方面实时的将高速摄像仪拍摄的图片传输到中央处理器；另一方面将激光测距仪测得的摄像机到模型箱的距离传输至中央处理器，所述的中央处理器根据测得的距离调控电动滑轨和自动升降杆，使得摄像机与渗透模型箱的中心保持一定的距离，同时自动旋转调节高速摄像仪，可保持镜头与渗透容器表面平行。

7.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的综合数据测量系统包括渗压传感器、流量记录仪、压力记录仪、集水器、自动称量测量仪和筛分烘干装置；

所述的渗压传感器埋设于原状土试样中，流量记录仪和压力记录仪固定在进水管上，减小由于伺服加载系统的加载不均所导致的测量误差，试验过程中的渗压、流量、水压变化可实时传输至中央处理器；所述的集水器负责收集渗透破坏带出的水和固体颗粒，所述的自动称量测量仪记录出水涌泥重量P₁；所述的筛分烘干装置对已完成泥水收集的集水器进行静置分离，对其进行筛分烘干、称重，获得固体重量P₂；进一步获得修正后的渗透流量Q。

8.如权利要求7所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，多个集水器紧密排布在传送带上，集水器之间放置三角排水板。

9.如权利要求1所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统，其特征在于，所述的信息分析反馈系统包括中央处理器和显示器，中央处理器接收高速摄像仪、激光测距仪的信号，实时对数据进行处理分析，通过显示器对渗透过程及渗透破坏进行全过程展示和反馈。

10.应用权利要求1-9任一所述的充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统实现充填型岩溶全过程渗透与渗透破坏的模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据充填型岩溶原状充填物和级配土预制好试样，并将渗压传感器埋设其中；

2)将试样放进渗透模型箱，在进水端依次设置多层滤网和多孔挡板，将软管与模型箱进水端的开口固定好，软管另一端与伺服加载系统连接，渗透模型箱出水端与导水管相连，将流量记录仪和压力记录仪固定在软管上，安置好集水器、传送带和自动称量测量仪；

3)根据预设的渗流方向，通过液压伸缩杆调节好渗透模型箱的倾斜角度，并根据倾斜角度调节高速摄像仪的位置和角度，开启中央处理器和显示器；

4)保持渗流方向不变，逐级增加水压，通过显示屏进行全程观察，测量记录渗透破坏发生的全过程；

5)通过监测的渗压、流量、水压、渗流量和涌砂量，得到渗透破坏发过程中多种物理信息的变化情况，研究原状充填物在渗透破坏发生时的渗透率、渗透破坏特征，以及渗透破坏发生、发展、破坏过程中水力梯度和流速随时间变化的规律，研究渗透破坏机理；

6)本试验可根据具体需要改变渗流方向、水压、原状充填物级配及密实度等任意一个或多个条件，进行重复试验。