CN112578101A - 一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，包括砂箱，管道水循环装置，地下水补给装置，储水箱和水头测定管组；砂箱包括砂箱体和网筛板；网筛板设置有两个并将砂箱体内腔分割成渗透腔体和试验腔体；试验腔体侧壁对应位置分别开设有隧道施工孔和若干管道安装孔组；试验腔体一侧壁开设有若干排每排有若干个的水头测定孔组；水头测定孔组与水头测定管组相连通；渗透腔体侧壁开设有注水口，注水口与地下水补给装置相连通；地下水补给装置与储水箱相连通；储水箱侧面底部开设有取水孔，取水孔与地下水补给装置通过取水孔与储水箱相连通，实现了管道渗漏导致地面坍塌的模型试验。

Description

一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置
技术领域
本发明涉及底面坍塌实验模拟技术领域，特别是涉及一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置。
背景技术
城市市政管道在使用过程中，随着使用年数的增加，在管道内水和地下水腐蚀、地面荷载、管道运行荷载、温度应力、地下空间工程施工扰动等因素作用下，管道发生破损渗漏的概率增加。破损管道为地下水提供了渗流通道，当管道内外水压差达到一定条件时，作用于管道覆土上的渗透破坏力超过了土体颗粒间的抗渗流破坏力，覆土土体结构遭到破坏，土体颗粒随地下水流入管道内，形成水土流失现象。随着管道覆土的流失，管道上方形成空洞并不断往地面扩展，最终在地面荷载作用下形成地面坍塌。地面坍塌普遍具有隐蔽性、突发性、群发性和损害严重等特点，容易造成较大的人员伤亡和经济损失。本发明对于揭示管道渗漏导致地面坍塌的致灾机理、制定有效的地面坍塌防治措施、预防地面坍塌的发生具有重大意义。
室内物理模型试验是目前针对这类地面坍塌致灾机理研究的一个主要研究方法，通过监测获取的试验数据可以直观反应灾害的发生过程。但目前该类物理模型试验装置存在以下的不足：①忽略了管道渗漏点地下水的补给来源，特别是地面为隔水效果较好的道路路面时，管道渗漏点地下水主要来源为所处含水层的侧向补给；②无法定量研究地下水水头埋深对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响；③无法定量研究同一区域多条管道破损产生的耦合作用对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响；④无法定性研究管道周边隧道施工对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响。本专利发明了一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，用于研究不同地下水水头埋深、可考虑多条管道同时渗漏的耦合作用、可考虑管道临近隧道施工的多因素影响下的管道渗漏导致地面坍塌的致灾机理。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现高隔水路面的地下土层受所处含水层的侧向补给的模拟，可以定量的研究地下水水头埋深对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响，可以定量研究同一区域多条管道破损产生的耦合作用对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响，可以定性研究管道周边隧道施工对管道渗漏导致地面坍塌灾变过程的影响。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，包括：砂箱，管道水循环装置，地下水补给装置，储水箱和水头测定管组；
所述砂箱包括砂箱体和网筛板；所述砂箱体为不封顶立方体结构；所述网筛板设置有两个且均平行于所述砂箱体同一侧面；所述网筛板与所述砂箱体内壁固定连接并将所述砂箱体内腔分割成三个腔体，分别为两个完全相同的渗透腔体和试验腔体；所述渗透腔体设置于所述试验腔体两侧；
所述试验腔体两相对侧壁对应位置分别开设有隧道施工孔和若干管道安装孔组；所述管道安装孔组与所述管道水循环装置相连通；
所述试验腔体其中一侧壁开设有若干排每排有若干个的水头测定孔组；所述水头测定孔组与所述水头测定管组相连通；
所述渗透腔体侧壁开设有注水口，所述地下水补给装置通过所述注水口与所述渗透腔体相连通；两个所述渗透腔体所连接部件完全对应设置；
所述储水箱为立方体不封顶结构；所述地下水补给装置设置有两组并分别与所述储水箱相连通；所述储水箱侧面底部开设有取水孔，所述地下水补给装置通过所述取水孔与所述储水箱相连通。
优选的，砂箱体用网筛板分割成三个腔体，并由渗透腔体分别完成对试验腔体的补水，可以充分的模拟自然环境下水土的渗透状态，尤其是更真实的模拟地面为市政道路时管道覆土受地下水侧向补给后，地下水头波动变化的实际情况，为后续的试验完成打下基础。
优选的，灵活调整与管道安装孔组相适配的管道安装孔堵塞可以选择合适的管道安装孔组来进行试验，并在最后根据需要可以打开与隧道施工孔相适配的隧道施工孔堵塞来观察土体模型中水土流失过程。
优选的，管道安装孔组设置为梅花型，可以实现对水平和竖直方向的管道或管道间的破损产生影响的研究。
优选的，砂箱体两侧开设有注水口并与地下水补给装置相连通，实现了把水通过地下水补给装置补充到试验腔体，模拟了管道覆土受地下水侧向补给的情况。
所述地下水补给装置设置有两组；所述地下水补给装置包括高位水箱，溢流管，出水管，注水管，注水泵，水阀和可调支架；所述高位水箱为立方体结构，所述高位水箱顶面与所述可调支架固定连接；所述高位水箱底面开设有注水孔和出水孔，所述高位水箱一侧面顶部开设有溢流孔；所述注水管一端通过所述注水孔与所述高位水箱相连通，所述注水管另一端通过所述取水孔与所述储水箱相连通；所述水阀和所述注水泵均设置于所述注水管上；所述出水管一端通过所述出水孔与所述高位水箱相连通，所述出水管另一端通过所述注水口与所述渗透腔体相连通；所述溢流管一端通过所述溢流孔与所述高位水箱相连通，所述溢流管另一端延伸到所述储水箱内部。
优选的，通过注水管和注水泵为把储水箱中的水抽出，送入高位水箱中，再经过出水管通过重力将水注入渗透腔体中；过程中调节与高位水箱相连接的可调支架可以调整高位水箱的输出的水头。
所述可调支架包括伸缩杆，底座和固定横梁；所述伸缩杆一端竖直固定连接于所述底座顶面，所述伸缩杆另一端与所述固定横梁一端固定连接；所述固定横梁另一端与所述高位水箱顶面固定连接。
优选的，可调支架是通过调整伸缩支架的高低来实现对固定于固定横梁上的高位水箱的水头的调整。
所述管道水循环装置包括过滤水箱，增压泵，进水管道组，渗漏管道和回水管道组；
所述过滤水箱为不封顶立方体结构；所述过滤水箱包括过滤箱体，粗筛隔板和细筛隔板；所述粗筛隔板和所述细筛隔板分别竖直与所述过滤箱体内壁固定连接并将所述过滤箱体均分成三个腔体，分别为清水腔体，细砂沉降腔体和粗砂沉降腔体；所述清水腔体和所述粗砂沉降腔体设置于所述细砂沉降腔体两侧；所述细筛隔板中部和顶部均开设有若干过水孔；所述粗筛隔板顶部开设有若干过水孔；
所述进水管道组包括总进水管，分进水管，分控进水阀门和压力表；所述总进水管一端贯穿所述清水腔体一侧壁并与所述清水腔体相连通，所述总进水管另一端与所述分进水管一端相连通；所述增压泵设置于所述总进水管上；所述分进水管另一端与所述渗漏管道相连通；所述分进水管设置有若干根；所述分控进水阀门和所述压力表均设置于所述分进水管上且所述压力表进水端口与所述分控进水阀门出水端口相连通；所述分控进水阀门和所述压力表分别设置有若干个；
所述回水管道组包括总回水管，分回水管，分控回水阀门，水土测量阀门和三通；所述总回水管一端贯穿所述粗砂沉降腔体一侧壁并与所述粗砂沉降腔体相连通，所述总回水管另一端与所述分回水管一端相连通；所述分回水管另一端与所述渗漏管道相连通；所述分回水管设置有若干根；所述分控回水阀门和所述三通均设置于所述分回水管上且所述分控回水阀门进水端口与所述三通一出水端口相连通；所述分控回水阀门和所述三通分别设置有若干个；所述三通剩余一个端口与所述水土测量阀门固定连接；所述水土测量阀门设置有若干个。
优选的，分回水管和分进水管均设置有若干条，能够针对不同的实验场景提供相应的选择。
优选的，分回水管和分进水管均设置有阀门，且压力表进水端口与所述分控进水阀门出水端口相连通，实现了管内流水水头的定量的控制。
优选的，在分回水管上设置三通和水土测量阀门可以检测对分回水管流回的水的根据试验需要进行检测。
所述渗漏管道设置有若干组，所述渗漏管道包括外套管和内嵌变径管；所述外套管和所述内嵌变径管均设置有若干个；若干个所述外套管一端与位置相对应的所述管道安装孔组连通并套设于所述内嵌变径管小径外侧；若干个所述外套管另一端通过位置相对应的所述管道安装孔组与所述分进水管另一端相连通；所述内嵌变径管大径一端与所述分回水管相连通，所述外套管中部开设有渗漏缝。
优选的，外套管套设于内嵌变径管小径外侧，且外套管中部开设了渗漏缝，通过内嵌变径管的伸缩，可以实现渗漏缝的开闭，以实现不同的试验目的。
所述外套管和所述内嵌变径管小径端长度相等。
优选的，外套管与内嵌变径管小径端长度相等，保证了内嵌变径管通过插拔的操作能够实现渗漏缝开闭。
所述水头测定管组包括测定管，固定板和连接管；
所述测定管设置数量不少于所述水头测定孔组数量；所述测定管竖直固定连接于所述固定板一侧面；所述测定管一端开口，其另一端与所述连接管一端相连通；所述连接管另一端通过所述水头测定孔组与所述试验腔体相连通。
优选的，水头测定孔组与测定管组相连通，实现了对试验腔体内的水头的测定。
所述测定管外侧面设置有刻度；所述测定管为透明玻璃管或透明塑料管。
所述试验腔体与所述渗透腔体的体积比为3-10。
所述网筛板规格为100目-500目。
优选的，网筛板设置具体规格，使得使用过程中，实现了渗透腔体内水的渗透，避免了泥沙的流失。
本发明公开了以下技术效果：
(1)结构简单，加工组装方便，成本低廉，安全可靠；
(2)设备操作简单，适用于管道渗漏导致地面坍塌的物理模型试验；
(3)本发明可以实现对管道覆土地下水受侧向补给的模拟，同时，也可以实现对模型土体地下水水头的调节和实时监测，能够更真实的模拟，尤其是当地面为市政道路时管道覆土地下水受侧向补给，地下水头波动变化的实际情况；
(4)通过管道安装孔组，可以实现对多管道同时存在渗漏时的地面坍塌致灾机理的物理模拟研究，与此同时通过调节本发明中的阀门和水泵，可以灵活调节相应管路的水量和水压，对于调整实验参数以实现全面的模拟现实状况，具有极大的作用。
(5)通过隧道施工孔可以实现对隧道施工在渗漏管道导致地面坍塌致灾过程中的作用机理的物理模拟研究；
(6)整个模型装置可以实现试验用水的自循环和流失土体的收集，实现节约用水的同时，减少了试验人员在试验过程中的工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
图2为管道水循环装置示意图。
图3为粗砂隔板和细砂隔板示意图。
图4为砂箱示意图。
图5为地下水补给装置示意图。
图6为水头测定管组示意图。
图7为渗漏管道示意图。
其中，砂箱-1,砂箱体-11，网筛板-12，注水口-13，隧道施工孔-14，管道安装孔组-15，水头测定孔组-16，管道水循环装置-2，过滤水箱-21，过滤箱体-211，粗砂隔板-212，细砂隔板-213，增压泵-22，进水管道组-23，总进水管-231，分进水管-232，分控进水阀门-233，压力表-234，渗漏管道-24，外套管-241，内嵌变径管-242，回水管道组-25，总回水管-251，分回水管-252，分控回水阀门-253，水土测量阀门-254，三通-255，地下水补给装置-3，高位水箱-31，溢流管-32，出水管-33，注水管-34，注水泵-35，水阀-36，可调支架-37，伸缩杆-371，底座-372，固定横梁-373，储水箱-4，水头测定管组-5，测定管-51，固定板-52，连接管-53。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供1.一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于，包括：砂箱1，管道水循环装置2，地下水补给装置3，储水箱4和水头测定管组5；
砂箱1包括砂箱体11和网筛板12；砂箱体11为不封顶立方体结构；网筛板12设置有两个且均平行于砂箱体11同一侧面；网筛板12与砂箱体11内壁固定连接并将砂箱体11内腔分割成三个腔体，分别为两个完全相同的渗透腔体和试验腔体；渗透腔体设置于试验腔体两侧；
试验腔体两相对侧壁对应位置分别开设有隧道施工孔14和若干管道安装孔组15；管道安装孔组15与管道水循环装置2相连通；
试验腔体其中一侧壁开设有若干排每排有若干个的水头测定孔组16；水头测定孔组16与水头测定管组5相连通；
渗透腔体侧壁开设有注水口13，地下水补给装置3通过注水口13与渗透腔体相连通；两个渗透腔体所连接部件完全对应设置；
储水箱4为立方体不封顶结构；地下水补给装置3设置有两组并分别与储水箱4相连通；储水箱4侧面底部开设有取水孔，地下水补给装置3通过取水孔与储水箱4相连通。
地下水补给装置3设置有两组；地下水补给装置3包括高位水箱31，溢流管32，出水管33，注水管34，注水泵35，水阀36和可调支架37；高位水箱31为立方体结构，高位水箱31顶面与可调支架37固定连接；高位水箱31底面开设有注水孔和出水孔，高位水箱31一侧面顶部开设有溢流孔；注水管34一端通过注水孔与高位水箱31相连通，注水管34另一端通过取水孔与储水箱4相连通；水阀36和注水泵35均设置于注水管34上；出水管33一端通过出水孔与高位水箱31相连通，出水管33另一端通过注水口13与渗透腔体相连通；溢流管32一端通过溢流孔与高位水箱31相连通，溢流管32另一端延伸到所述储水箱4内部。
可调支架37包括伸缩杆371，底座372和固定横梁373；伸缩杆371一端竖直固定连接于底座372顶面，伸缩杆371另一端与固定横梁373一端固定连接；固定横梁373另一端与高位水箱31顶面固定连接。
管道水循环装置2包括过滤水箱21，增压泵22，进水管道组23，渗漏管道24和回水管道组25；
过滤水箱21为不封顶立方体结构；过滤水箱21包括过滤箱体211，粗筛隔板212和细筛隔板213；粗筛隔板212和细筛隔板213分别竖直与过滤箱体211内壁固定连接并将过滤箱体211均分成三个腔体，分别为清水腔体，细砂沉降腔体和粗砂沉降腔体；所述清水腔体和所述粗砂沉降腔体设置于所述细砂沉降腔体两侧；细筛隔板213中部和顶部均开设有若干过水孔；粗筛隔板212顶部开设有若干过水孔；
进水管道组23包括总进水管231，分进水管232，分控进水阀门233和压力表234；总进水管231一端贯穿清水腔体一侧壁并与清水腔体相连通，总进水管231另一端与分进水管232一端相连通；增压泵22设置于总进水管231上；分进水管232另一端与渗漏管道24相连通；分进水管232设置有若干根；分控进水阀门233和压力表234均设置于分进水管232上且压力表234进水端口与分控进水阀门233出水端口相连通；分控进水阀门233和压力表234分别设置有若干个；
回水管道组25包括总回水管251，分回水管252，分控回水阀门253，水土测量阀门254和三通255；总回水管251一端贯穿粗砂沉降腔体一侧壁并与粗砂沉降腔体相连通，总回水管251另一端与分回水管252一端相连通；分回水管252另一端与渗漏管道24相连通；分回水管252设置有若干根；分控回水阀门253和三通255均设置于分回水管252上且分控回水阀门253进水端口与三通255一出水端口相连通；分控回水阀门253和三通255分别设置有若干个；三通255剩余一个端口与水土测量阀门254固定连接；水土测量阀门254设置有若干个。
渗漏管道24设置有若干组，渗漏管道24包括外套管241和内嵌变径管242；外套管241和内嵌变径管242均设置有若干个；若干个外套管241一端与位置相对应的管道安装孔组15连通并套设于内嵌变径管242小径外侧；若干个外套管241另一端通过位置相对应的管道安装孔组15与分进水管232另一端相连通；内嵌变径管242大径一端与分回水管252相连通，外套管241中部开设有渗漏缝。
外套管241和内嵌变径管242小径端长度相等。
水头测定管组5包括测定管51，固定板52和连接管53；
测定管51设置数量不少于水头测定孔组16数量；测定管51竖直固定连接于固定板52一侧面；测定管51一端开口，其另一端与连接管53一端相连通；连接管53另一端通过水头测定孔组16与试验腔体相连通。
测定管51外侧面设置有刻度；测定管51为透明玻璃管或透明塑料管。
试验腔体与渗透腔体的体积比为3-10。
网筛板12规格为100目-500目。
在本发明的一个实施例中，在试验腔体中完成模型的铺筑和高位水箱31的高度调节，打开分控进水阀门233和分控回水阀门253，打开两套地下水补给装置3的水阀36，对注水泵35通电，通过两套地下水补给装置3完成模型土体中地下水的补给和水头的调整，待测定管51中的水头值达到试验中模型地下水水头初始值的要求时，模型土体的地下水补给完成，此时可以通过拉拔内嵌变径管242打开渗漏缝；通过分控进水阀门233实现对渗漏管道24中水压的调节，通过压力表234实现对水压的实时测量，通过压入和拉拔内嵌变径管242实现对渗漏缝开度大小的控制，通过水土测量阀门254实现对分回水管252内的回流水土进行收集和测量，通过水头测定管组5实现对土体各水头监测点地下水水头的实时监测，通过由透明材料制作的砂箱体11实现对土体模型中水土流失过程的直接观察，通过打开隧道施工孔堵塞，可以开展临近隧道施工对管道渗漏导致地面坍塌致灾过程的影响研究。
本发明公开了以下技术效果：
(1)结构简单，加工组装方便，成本低廉，安全可靠；
(2)设备操作简单，适用于管道渗漏导致地面坍塌的物理模型试验；
(3)本发明可以实现对管道覆土地下水受侧向补给的模拟，同时，也可以实现对模型土体地下水水头的调节和实时监测，能够更真实的模拟，尤其是当地面为市政道路时管道覆土地下水受侧向补给，地下水头波动变化的实际情况；
(4)通过管道安装孔组，可以实现对多管道同时存在渗漏时的地面坍塌致灾机理的物理模拟研究，与此同时通过调节本发明中的阀门和水泵，可以灵活调节相应管路的水量和水压，对于调整实验参数以实现全面的模拟现实状况，具有极大的作用。
(5)通过隧道施工孔可以实现对隧道施工在渗漏管道导致地面坍塌致灾过程中的作用机理的物理模拟研究；
(6)整个模型装置可以实现试验用水的自循环和流失土体的收集，实现节约用水的同时，减少了试验人员在试验过程中的工作量。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于，包括：砂箱(1)，管道水循环装置(2)，地下水补给装置(3)，储水箱(4)和水头测定管组(5)；
所述砂箱(1)包括砂箱体(11)和网筛板(12)；所述砂箱体(11)为不封顶立方体结构；所述网筛板(12)设置有两个且均平行于所述砂箱体(11)同一侧面；所述网筛板(12)与所述砂箱体(11)内壁固定连接并将所述砂箱体(11)内腔分割成三个腔体，分别为两个完全相同的渗透腔体和试验腔体；所述渗透腔体设置于所述试验腔体两侧；
所述试验腔体两相对侧壁对应位置分别开设有隧道施工孔(14)和若干管道安装孔组(15)；所述管道安装孔组(15)与所述管道水循环装置(2)相连通；
所述试验腔体其中一侧壁开设有若干排每排有若干个的水头测定孔组(16)；所述水头测定孔组(16)与所述水头测定管组(5)相连通；
所述渗透腔体侧壁开设有注水口(13)，所述地下水补给装置(3)通过所述注水口(13)与所述渗透腔体相连通；两个所述渗透腔体所连接部件完全对应设置；
所述储水箱(4)为立方体不封顶结构；所述地下水补给装置(3)设置有两组并分别与所述储水箱(4)相连通；所述储水箱(4)侧面底部开设有取水孔，所述地下水补给装置(3)通过所述取水孔与所述储水箱(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述地下水补给装置(3)设置有两组；所述地下水补给装置(3)包括高位水箱(31)，溢流管(32)，出水管(33)，注水管(34)，注水泵(35)，水阀(36)和可调支架(37)；所述高位水箱(31)为立方体结构，所述高位水箱(31)顶面与所述可调支架(37)固定连接；所述高位水箱(31)底面开设有注水孔和出水孔，所述高位水箱(31)一侧面顶部开设有溢流孔；所述注水管(34)一端通过所述注水孔与所述高位水箱(31)相连通，所述注水管(34)另一端通过所述取水孔与所述储水箱(4)相连通；所述水阀(36)和所述注水泵(35)均设置于所述注水管(34)上；所述出水管(33)一端通过所述出水孔与所述高位水箱(31)相连通，所述出水管(33)另一端通过所述注水口(13)与所述渗透腔体相连通；所述溢流管(32)一端通过所述溢流孔与所述高位水箱(31)相连通，所述溢流管(32)另一端延伸到所述储水箱(4)内部。
3.根据权利要求2所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述可调支架(37)包括伸缩杆(371)，底座(372)和固定横梁(373)；所述伸缩杆(371)一端竖直固定连接于所述底座(372)顶面，所述伸缩杆(371)另一端与所述固定横梁(373)一端固定连接；所述固定横梁(373)另一端与所述高位水箱(31)顶面固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述管道水循环装置(2)包括过滤水箱(21)，增压泵(22)，进水管道组(23)，渗漏管道(24)和回水管道组(25)；
所述过滤水箱(21)为不封顶立方体结构；所述过滤水箱(21)包括过滤箱体(211)，粗筛隔板(212)和细筛隔板(213)；所述粗筛隔板(212)和所述细筛隔板(213)分别竖直与所述过滤箱体(211)内壁固定连接并将所述过滤箱体(211)均分成三个腔体，分别为清水腔体，细砂沉降腔体和粗砂沉降腔体；所述清水腔体和所述粗砂沉降腔体设置于所述细砂沉降腔体两侧；所述细筛隔板(213)中部和顶部均开设有若干过水孔；所述粗筛隔板(212)顶部开设有若干过水孔；
所述进水管道组(23)包括总进水管(231)，分进水管(232)，分控进水阀门(233)和压力表(234)；所述总进水管(231)一端贯穿所述清水腔体一侧壁并与所述清水腔体相连通，所述总进水管(231)另一端与所述分进水管(232)一端相连通；所述增压泵(22)设置于所述总进水管(231)上；所述分进水管(232)另一端与所述渗漏管道(24)相连通；所述分进水管(232)设置有若干根；所述分控进水阀门(233)和所述压力表(234)均设置于所述分进水管(232)上且所述压力表(234)进水端口与所述分控进水阀门(233)出水端口相连通；所述分控进水阀门(233)和所述压力表(234)分别设置有若干个；
所述回水管道组(25)包括总回水管(251)，分回水管(252)，分控回水阀门(253)，水土测量阀门(254)和三通(255)；所述总回水管(251)一端贯穿所述粗砂沉降腔体一侧壁并与所述粗砂沉降腔体相连通，所述总回水管(251)另一端与所述分回水管(252)一端相连通；所述分回水管(252)另一端与所述渗漏管道(24)相连通；所述分回水管(252)设置有若干根；所述分控回水阀门(253)和所述三通(255)均设置于所述分回水管(252)上且所述分控回水阀门(253)进水端口与所述三通(255)一出水端口相连通；所述分控回水阀门(253)和所述三通(255)分别设置有若干个；所述三通(255)剩余一个端口与所述水土测量阀门(254)固定连接；所述水土测量阀门(254)设置有若干个。
5.根据权利要求4所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述渗漏管道(24)设置有若干组，所述渗漏管道(24)包括外套管(241)和内嵌变径管(242)；所述外套管(241)和所述内嵌变径管(242)均设置有若干个；若干个所述外套管(241)一端与位置相对应的所述管道安装孔组(15)连通并套设于所述内嵌变径管(242)小径外侧；若干个所述外套管(241)另一端通过位置相对应的所述管道安装孔组(15)与所述分进水管(232)另一端相连通；所述内嵌变径管(242)大径一端与所述分回水管(252)相连通，所述外套管(241)中部开设有渗漏缝。
6.根据权利要求5所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述外套管(241)和所述内嵌变径管(242)小径端长度相等。
7.根据权利要求1所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述水头测定管组(5)包括测定管(51)，固定板(52)和连接管(53)；
所述测定管(51)设置数量不少于所述水头测定孔组(16)数量；所述测定管(51)竖直固定连接于所述固定板(52)一侧面；所述测定管(51)一端开口，其另一端与所述连接管(53)一端相连通；所述连接管(53)另一端通过所述水头测定孔组(16)与所述试验腔体相连通。
8.根据权利要求7所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述测定管(51)外侧面设置有刻度；所述测定管(51)为透明玻璃管或透明塑料管。
9.根据权利要求1所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述试验腔体与所述渗透腔体的体积比为3-10。
10.根据权利要求1所述的一种管道渗漏导致地面坍塌的模型试验装置，其特征在于：所述网筛板(12)规格为100目-500目。
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