CN110736663A - 模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 - Google Patents
模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110736663A CN110736663A CN201911020113.7A CN201911020113A CN110736663A CN 110736663 A CN110736663 A CN 110736663A CN 201911020113 A CN201911020113 A CN 201911020113A CN 110736663 A CN110736663 A CN 110736663A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- undermining
- tank
- water
- groove
- sandy soil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/04—Chucks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，主要用于一定水压对于土层潜蚀(管涌)特性的研究，属于岩土工程和水利工程领域。试验装置包括水槽、连接软管、透明沙土潜蚀槽、加压带、连接杆、砝码、漏斗、收集水槽。本发明是能够模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验的装置，具有结构简单，可调节水力梯度及竖向压力的特点。同时渗流沙土槽采用透明材料，可以直观的观察渗流和潜蚀的过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验装置，属于岩土工程和水利工程领域。
背景技术
潜蚀导致的管涌是堤坝渗透破坏最常见的形式。一旦管涌发生，大量细颗粒从土体内部流失，从而形成渗漏通道，土体强度和稳定性降低，土体失稳引起堤基塌陷或沉降。根据对世界范围的11192座大型土石坝的破坏形式进行的统计分析，其45％是由内部管涌引发的。如美国蒙大拿州的豪瑟(Hauser)湖大坝以及华盛顿州Elwha河大坝就是典型的由管涌导致的大坝失事。据统计，2005年中国坝高30米以上的大坝，土石坝所占比例高达67％。由此可见，土石坝的安全问题不容忽视，而管涌作为土石坝安全隐患的重要形式更是十分值得关注。近年来，随着我国水力等基建工程的增加，潜蚀对土石坝等水利工程的危害仍需要重点关注。
在研究潜蚀机理的过程中，通过室内相似模拟试验来获取相关技术参数是重要的研究方法。现场试验及监测过程仅能反映出某一特定时间特定工况条件下潜蚀变化过程,并不能系统反映岩土体介质在侵蚀能力的动态变化,因而无法满足实际工程应用的需要。而室外大型试验具有试验周期长、危险性大、不可控因素多以及成本较高的问题。因此室内相似模拟试验具有不可替代的优点。目前模拟土样潜蚀试验装置大多采用竖向渗流的设计，无法排除重力的影响，且由于加压装置的存在，无法直观的观测潜蚀内部情况。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明目的在于提供一种结构简单、操作方便,适用于室内模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置。
本发明需要保护的技术解决方案为：
一种模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，其特征在于，包括水头控制装置A，沙土潜蚀槽B，压力控制装置C，以及废水收集装置D，水头控制装置A通过软管与沙土潜蚀槽B相连，压力控制装置C套在沙土潜蚀槽B上，废水收集装置D位于沙土潜蚀槽B前端；
水头控制装置A由水箱(1)、连通管(2)、支撑架(3)组成；水箱用以储存除气水并设定水头高度，底部连接连通管，用以将水输送到沙土潜蚀槽B，下部是支撑架，用以承托上部结构；
沙土潜蚀槽B包括潜蚀槽本体，还包括潜蚀槽基座(4)、球形颗粒组(5)、连通管(6)、过滤网(7)、潜蚀槽顶盖(8)、密封橡胶圈(9)；连通管连接水头控制装置A，输送水流，同时连接管与潜蚀槽基座的出水口连接；球形颗粒组位于连通管前部，潜蚀槽后方，作用是将水流均匀分散，之后通过颗粒组前面的孔洞流入沙土试样内；潜蚀槽基座前端开孔以便试样内细颗粒流出；过滤网7 位于潜蚀槽最前端，阻拦较大颗粒；潜蚀槽顶盖位于潜蚀槽基座上部，边缘为密封橡胶圈用以密封水流；
压力控制装置C包括加压带(10)、砝码(11)、连接杆(12)、支撑架(13)；加压带放置在潜蚀槽顶盖(8)上部；下部安置的连接杆与砝码相连，为沙土试样提供竖向压力，两者放置于支撑架上；
压力控制装置(C)采用加压带设计，加压砝码位于沙土潜蚀槽(B)下方；
废水收集装置D包括漏斗(14)、收集水槽(15)，放置于沙土潜蚀槽B 前端，水流及其携带的沙土经由漏斗流入收集水槽中之后经烘干，称量确定潜蚀量。
所述沙土潜蚀槽B，各个构件为透明材料。
优化技术措施，沙土潜蚀槽(B)水平放置，进水口连接管(6)与潜蚀槽基座(4)的出水口中心同一水平线。
由于采用了以上技术方案,本发明的模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置采用的亚克力透明材料制成，透明潜蚀槽水平放置,加压装置位于下部使潜蚀试验忽略重力的影响，并可以清楚的观察潜蚀内部情况,可以模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验。
本发明的模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置,具有结构简单、可观察试验中土样变化情况、可加载竖向压力、水平放置忽略重力影响的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明的试验装置A由水头控制装置示意图
图3是本发明的沙土潜蚀槽B示意图
图4是本发明的压力控制装置C示意图
图5是本发明的废水收集装置D示意图
数字标记：
水头控制装置A：水箱1、连通管2、支撑架3
沙土潜蚀槽B：潜蚀槽基座4、球形颗粒组5、连通管6、过滤网7、潜蚀槽顶盖8、密封橡胶圈9
压力控制装置C：加压带10、砝码11、连接杆12构成、支撑架13
废水收集装置D：漏斗14、收集水槽15
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。
模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，包括水头控制装置A，沙土潜蚀槽B，压力控制装置C，以及废水收集装置D，水头控制装置A通过软管与沙土潜蚀槽B相连，压力控制装置C套在沙土潜蚀槽B上，废水收集装置D 位于沙土潜蚀槽B前端。
水头控制装置A由水箱1、连通管2、支撑架3组成。水箱1用以储存除气水并设定水头高度，底部连接连通管2，用以将水输送到沙土潜蚀槽B，下部是支撑架3，用以承托上部结构。
沙土潜蚀槽B除了潜蚀槽本体外，还由潜蚀槽基座4、球形颗粒组5、连通管6、过滤网7、潜蚀槽顶盖8、密封橡胶圈9组成，各个构件由亚克力透明材料做成。连通管6连接水头控制装置A，输送水流，同时连接管(6)与潜蚀槽基座(4)的出水口连接；球形颗粒组5位于连通管6前部，潜蚀槽后方，作用是将水流均匀分散，之后通过颗粒组5前面的孔洞流入沙土试样内；潜蚀槽基座 4前端开孔以便试样内细颗粒流出；过滤网7位于潜蚀槽最前端，阻拦较大颗粒；潜蚀槽顶盖8位于潜蚀槽基座4上部，边缘为密封橡胶圈9用以密封水流。
优化技术措施，沙土潜蚀槽(B)水平放置，进水口连接管(6)与潜蚀槽基座(4)的出水口中心同一水平线。
优化技术措施，沙土潜蚀槽(B)采用亚克力透明材料，可以方便观察试验过程中土样内部情况。
压力控制装置C由加压带10、砝码11、连接杆12构成、支撑架13组成。加压带10放置在潜蚀槽顶盖8上部；下部安置的连接杆12与砝码11相连，为沙土试样提供竖向压力，两者放置于支撑架13上。
压力控制装置(C)采用加压带设计，加压砝码位于沙土潜蚀槽(B)下方。
废水收集装置D由漏斗14、收集水槽15组成。放置于沙土潜蚀槽B前端，水流及其携带的沙土经由漏斗14流入收集水槽15中之后经烘干，称量确定潜蚀量。
Claims (3)
1.一种模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，其特征在于，包括水头控制装置A，沙土潜蚀槽B，压力控制装置C，以及废水收集装置D，水头控制装置A通过软管与沙土潜蚀槽B相连，压力控制装置C套在沙土潜蚀槽B上，废水收集装置D位于沙土潜蚀槽B前端；
水头控制装置A由水箱(1)、连通管(2)、支撑架(3)组成；水箱用以储存除气水并设定水头高度，底部连接连通管，用以将水输送到沙土潜蚀槽B，下部是支撑架，用以承托上部结构；
沙土潜蚀槽B包括潜蚀槽本体，还包括潜蚀槽基座(4)、球形颗粒组(5)、连通管(6)、过滤网(7)、潜蚀槽顶盖(8)、密封橡胶圈(9)；连通管连接水头控制装置A，输送水流，同时连接管与潜蚀槽基座的出水口连接；球形颗粒组位于连通管前部，潜蚀槽后方，作用是将水流均匀分散，之后通过颗粒组前面的孔洞流入沙土试样内；潜蚀槽基座前端开孔以便试样内细颗粒流出；过滤网7位于潜蚀槽最前端，阻拦较大颗粒；潜蚀槽顶盖位于潜蚀槽基座上部，边缘为密封橡胶圈用以密封水流；
压力控制装置C包括加压带(10)、砝码(11)、连接杆(12)、支撑架(13)；加压带放置在潜蚀槽顶盖(8)上部；下部安置的连接杆与砝码相连，为沙土试样提供竖向压力，两者放置于支撑架上；
压力控制装置(C)采用加压带设计，加压砝码位于沙土潜蚀槽(B)下方；
废水收集装置D包括漏斗(14)、收集水槽(15)，放置于沙土潜蚀槽B前端，水流及其携带的沙土经由漏斗流入收集水槽中之后经烘干，称量确定潜蚀量。
2.如权利要求1所述的模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，其特征在于，所述沙土潜蚀槽B，各个构件为透明材料。
3.如权利要求1所述的模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置，其特征在于，沙土潜蚀槽(B)水平放置，进水口连接管(6)与潜蚀槽基座(4)的出水口中心同一水平线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911020113.7A CN110736663A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911020113.7A CN110736663A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110736663A true CN110736663A (zh) | 2020-01-31 |
Family
ID=69271301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911020113.7A Pending CN110736663A (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110736663A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112834375A (zh) * | 2020-07-16 | 2021-05-25 | 同济大学 | 一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置 |
| CN117589654A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-02-23 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种模拟含裂隙接触面的渗流侵蚀试验仪器及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2924534Y (zh) * | 2006-07-14 | 2007-07-18 | 长安大学 | 杠杆式加载低温大型盐胀试验仪 |
| CN104568599A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 浙江大学 | 真空负压、正压及热联合加载固结仪 |
| CN104914029A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-16 | 浙江工业大学 | 大尺寸城市固废骨架和孔隙水体积变化系数测量装置 |
| CN108152118A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种可调节水头的桩承式路基渗流侵蚀试验装置 |
| CN208076294U (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-09 | 浙江裕立检测科技有限公司 | 一种固结仪 |
-
2019
- 2019-10-25 CN CN201911020113.7A patent/CN110736663A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2924534Y (zh) * | 2006-07-14 | 2007-07-18 | 长安大学 | 杠杆式加载低温大型盐胀试验仪 |
| CN104568599A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 浙江大学 | 真空负压、正压及热联合加载固结仪 |
| CN104914029A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-16 | 浙江工业大学 | 大尺寸城市固废骨架和孔隙水体积变化系数测量装置 |
| CN108152118A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种可调节水头的桩承式路基渗流侵蚀试验装置 |
| CN208076294U (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-09 | 浙江裕立检测科技有限公司 | 一种固结仪 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112834375A (zh) * | 2020-07-16 | 2021-05-25 | 同济大学 | 一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置 |
| CN112834375B (zh) * | 2020-07-16 | 2022-01-07 | 同济大学 | 一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置 |
| CN117589654A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-02-23 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种模拟含裂隙接触面的渗流侵蚀试验仪器及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104535470B (zh) | 碎石土渗透侵蚀三轴试验装置及试验方法 | |
| CN109712500B (zh) | 一种土体管涌破坏三维全息可视化的试验装置及使用方法 | |
| CN110672497A (zh) | 一种多功能渗透管涌测试仪 | |
| CN106324226B (zh) | 监测地下水渗流、沉降的灌注一体室内试验装置与方法 | |
| CN112540010B (zh) | 一种土体应力路径管涌三轴试验装置及试验方法 | |
| CN108088982B (zh) | 模拟深部含水层砂土内部细颗粒渗流侵蚀的室内试验方法 | |
| CN107192811B (zh) | 一种大变形全密闭的水平潜蚀可视化测量装置 | |
| CN108645998A (zh) | 一种用于模拟地下水引起岩溶塌陷的试验方法 | |
| CN107167411A (zh) | 一种渗流应力耦合内管涌渗透可视化模型试验装置及试验方法 | |
| CN107505448A (zh) | 地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置、系统及试验方法 | |
| CN111157699B (zh) | 一种基于室内试验的海底滑坡评价方法 | |
| CN107167410B (zh) | 一种周期性往返渗流实验装置及方法 | |
| CN107121354B (zh) | 一种测试水下岩溶注浆材料抗分散性质的装置及其使用方法 | |
| CN205786187U (zh) | 一种天然气水合物井轴向出砂一维物理模拟装置 | |
| CN111443013B (zh) | 松散岩土层注浆试验装置及方法 | |
| CN116296957A (zh) | 一种动水作用下注浆材料抗冲刷性能测试拆卸式试验装置 | |
| CN104880398A (zh) | 一种土工合成材料淤堵特性测试装置 | |
| CN114279934A (zh) | 岛礁富水钙质砂土地层注浆模拟及渗透性试验装置与方法 | |
| CN204314190U (zh) | 土工织物垂直渗透试验器 | |
| CN110736663A (zh) | 模拟不同水力梯度及竖向压力下土样潜蚀试验装置 | |
| Wang et al. | A large-scale high-pressure erosion apparatus for studying internal erosion in gravelly soils under horizontal seepage flow | |
| CN114993906A (zh) | 一种多向渗流试验装置及试验方法 | |
| Huang et al. | Experimental study on the mechanism of intermittent water and mud inrush caused by dredging and rainfall considering sedimentary characteristics in karst tunnels | |
| Zhao et al. | Morphological characteristics of overlying soil eroded by leakage gas from buried pipelines | |
| CN110095366A (zh) | 一种接触冲刷试验装置及试验方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200131 |