CN110133212B - 一种用于室内边坡试验的人工降雨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于室内边坡试验的人工降雨系统，属于边坡稳定性模拟试验领域。包括降雨系统；所述降雨系统包括模型箱和安装在模型箱上部的多孔降雨装置；所述多孔降雨装置的上端连接有分流管，下端安装有喷头。本发明制作简单，安装方便，可实现局部均匀降雨，实现了装置的一机多用性。

Description

一种用于室内边坡试验的人工降雨系统

技术领域

本发明涉及边坡稳定性模拟试验领域，具体为一种用于室内边坡试验的人工降雨系统。

背景技术

降雨是诱发滑坡的主要因素之一，研究降雨对边坡稳定性的影响需要以大量的试验数据为基础，然而降雨的不确定性给研究工作带来了很大的困难。此外利用天然降雨的研究周期长、受环境影响大，很难获得理想的效果。通过人工模拟降雨的方法，可以方便地控制实验进程，缩短实验周期，有效克服天然降雨在研究边坡稳定性中的缺点。

天然降雨特性包括降雨强度、降雨分布的均匀性、雨滴直径和雨滴终点速度。目前，对于由降雨因素导致的边坡失稳机理研究，国内外开展了一系列有针对性的现场试验和物理模型试验，但由于对天然降雨特性认识上的不足，大多岩土工作者对人工模拟降雨装置的准确性关注较少，自行设计的降雨装置多数只关注了降雨强度与水压之间的率定关系，降雨均匀性差，忽视了降雨参数中其它三个指标的重要性。此外，目前研制出的一些人工模拟降雨装置，价格昂贵，操作复杂，难以在相关试验中应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于室内边坡试验的人工降雨系统，以解决上述现有技术中存在的人工模拟降雨均匀性差，价格昂贵、操作复杂等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于室内边坡试验的人工降雨系统，包括降雨系统；

所述降雨系统包括模型箱和安装在模型箱上部的多孔降雨装置；

所述多孔降雨装置的顶部安装有分流管，底部安装有喷头。

进一步的，所述多孔降雨装置的底部的内侧壁上设置有出水孔挡板；

所述出水孔挡板与喷头的出水孔上端连接。

进一步的，所述多孔降雨装置的顶部的内侧壁上设置有上挡水板；

所述上挡水板成十字型结构，将所述多孔降雨装置的顶部分割成四个部分。

进一步的，所述多孔降雨装置内还设置有下挡水板；

所述下挡水板设置在对应的上挡水板的下端；

所述下挡水板的一侧固定有转轴；

所述多孔降雨装置的侧壁上设置有固定筒；

所述转轴安装在固定筒内；

所述固定筒上设置有螺纹孔。

进一步的，所述下挡水板的边缘安装有一层橡胶圈。

进一步的，所述模型箱的上部设置有支架；所述降雨装置安装在支架上。

进一步的，所述模型箱的下部两侧侧壁上设置有挡土板和出水管。

进一步的，所述装置还包括供水系统；

所述供水系统包括水箱和一端安装在水箱内的进水管；

所述进水管上依次安装有水泵、总水阀、流量计和分流器；

所述分流器与分流管连接。

进一步的，所述分流器上安装有局部水阀。

具体试验过程如下：

本试验开始前，首先打开水泵，通过调试总水阀的开度来确定不同开度下的降雨量，并通过对降雨面积的测算，换算出相应的降雨强度。

利用模型箱进行填料、压实，制作相应角度的边坡。

将多孔降雨装置装在模型箱的上部，水由水表流入分流器，通过分流器在不同位置流入多孔降雨装置内，这样可以保证水是同时到达多孔降雨装置的各个部分的，之后待水中液面达到一定高度（高度>出水孔挡水板的高度）时，水从各个出水孔同时流下，这样可以保证开始降雨时各个出水孔处的水的压力、流量等数值基本一致，保证降雨的均匀性，从而更好地模拟天然工况。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过调节总水阀的开度来控制降雨强度，通过分流器和多孔降雨器内的出水孔挡板来实现各个出水孔处水压一致，通过多孔降雨装置内部的上挡水板和下挡水板的配合将多孔降雨装置内的空间分割成多个小空间，再通过调节各个小空间的降雨量实现局部降雨功能；模型箱内部的挡土板可以辅助进行任意角度边坡的填料，下部出水孔装有滤网和塑料软管，试验时可以将流出的水重新引入水箱以实现水体的循环利用。

附图说明

图1为降雨系统整体构造示意图；

图2为多孔降雨器横断面图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的B-B剖面图；

图5为分流器细节示意图；

图6为模型箱侧面示意图；

图7为挡水板细部构造图；

图8为图7的C-C断面示意图。

附图标记：1-水箱；2-进水管；3-水泵；4-总水阀；5-流量计；6-局部水阀；7-分流管；8-下挡水板；9-多孔降雨装置；10-喷头；11-支架；12-模型箱；13-挡土板；14-出水管；15-分流器；16-上挡水板；17-出水孔挡板；18-固定筒；19-锁紧螺栓；20-旋转手柄；21转轴；22-橡胶圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种用于室内边坡试验的人工降雨系统，包括降雨系统和供水系统；

降雨系统包括模型箱12和安装在模型箱12上部的多孔降雨装置9；多孔降雨装置9的顶部安装有分流管7，底部安装有喷头10。

多孔降雨装置9的底部的内侧壁上设置有出水孔挡板17；

出水孔挡板17与喷头10的出水孔上端连接。

多孔降雨装置9的顶部的内侧壁上设置有上挡水板16；

上挡水板16成十字型结构，将多孔降雨装置9的顶部分割成四个部分。

多孔降雨装置9内还设置有下挡水板8；下挡水板8设置在对应的上挡水板16的下端；下挡水板8的一侧固定有转轴21；多孔降雨装置9的侧壁上设置有固定筒18；转轴21安装在固定筒18内；固定筒18上设置有螺纹孔。

下挡水板8的边缘需安装有一层橡胶圈22。

当下挡水板8立起来时，下挡水板8与上挡水板16配合将整个多孔降雨装置9分割成几个小的空间，可以根据调节立起来的下挡水板8的数量控制多孔降雨装置9的分割空间，下挡水板8立起来后，通过锁紧螺栓19向固定筒18上的螺纹孔拧紧，固定住下挡水板8，当需要把下挡水板8平放时，将锁紧螺栓19拧松，然后通过旋转手柄20旋转下挡水板8，旋转完毕，再将锁紧螺栓19拧入，达到固定转轴21的目的。

也可以通过在固定筒18和转轴21上设置通孔实现转轴21固定功能，当固定筒18和转轴21的通孔对应时，下挡水板8处于立起来的状态，通过在通孔中插入固定销来固定转轴21，下挡水板8与上挡水板16配合将整个多孔降雨装置9分割成几个小的空间。

模型箱12的上部设置有支架11；降雨装置9安装在支架11上。

模型箱12的下部两侧设置有控制边坡角度的可旋转的挡土板13和出水管14，出水管14 处还设置有滤网。

供水系统包括水箱1和一端安装在水箱1内的进水管2；进水管2上依次安装有水泵3、总水阀4、流量计5和分流器15；

分流器15上连接有16个分流管7。

分流器15上安装有四个局部水阀6。

模型箱12的上部装有可上下滑动的支架11。

本发明包括16根分流管7和36个出水孔，实施时，水由自吸式水泵3吸入，通过可控制流量大小的总水阀4和可记录总流量的电子流量计5，经分流器15和分流管7进入多孔降雨装置9。然后，多孔降雨装置9内液面上升，待液面没过出水孔挡板17时，开始降雨，这样保证了每个出水孔的水压时一致的，可以使降雨更加均匀。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：包括降雨系统；

所述降雨系统包括模型箱和安装在模型箱上部的多孔降雨装置；

所述多孔降雨装置的顶部安装有分流管，底部安装有喷头；

所述多孔降雨装置的底部的内侧壁上设置有出水孔挡板；

所述出水孔挡板与喷头的出水孔上端连接；

所述多孔降雨装置的顶部的内侧壁上设置有上挡水板；

所述上挡水板成十字型结构，将所述多孔降雨装置的顶部分割成四个部分；

所述多孔降雨装置内还设置有下挡水板；

所述下挡水板设置在对应的上挡水板的下端；

所述下挡水板的一侧固定有转轴；

所述多孔降雨装置的侧壁上设置有固定筒；

所述转轴安装在固定筒内；

所述固定筒上设置有螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：所述下挡水板的边缘安装有一层橡胶圈。

3.根据权利要求1所述的一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：所述模型箱的上部设置有支架；所述多孔降雨装置安装在支架上。

4.根据权利要求1所述的一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：所述模型箱的下部两侧侧壁上设置有挡土板和出水管。

5.根据权利要求1所述的一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：还包括供水系统；

所述供水系统包括水箱和一端安装在水箱内的进水管；

所述进水管上依次安装有水泵、总水阀、流量计和分流器；

所述分流器与分流管连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于边坡试验的人工降雨系统，其特征在于：所述分流器上安装有局部水阀。

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