CN112834375A - 一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及岩土工程、水利工程技术领域，提供一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置。本装置包括底座、水槽、料箱和循环供水装置、数据监测与采集分析装置。利用循环供水装置可在水槽内形成循环水流，从而对料箱内土石料施加冲刷荷载，通过料箱的上游拆卸板、下游拆卸板可以模拟不同类型的渗流方式，渗流土石料收集槽、冲刷土石料收集槽可分别用来收集不同阶段渗流和冲刷作用下产生的土石料。与现有技术相比，本申请操作简单，能在实验室内开展土石料的冲刷特性试验，研究渗流条件、土石料物理化学性质及流体性质对冲刷特性的影响，为溃坝机理分析、水土相互作用研究提供基础数据，使得该装置可以在水利水电及防灾减灾等领域应用。
Description
技术领域
本申请涉及岩土工程、水利工程技术领域，尤其涉及一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置。
背景技术
我国是一个地形地貌多变、地质条件复杂、山地灾害多发的国家，崩滑堵江事件时有发生，仅2018年金沙江、雅鲁藏布江就发生了四次大型堵江事件。堰塞坝灾害造成了重大的生命财产损失，而漫顶冲刷是堰塞坝失稳的主要因素。研究坝体材料的冲刷机理，不仅有助于理解堰塞坝漫顶溃决过程，而且可以为堰塞坝的防灾减灾提供技术指导。由于堰塞坝坝体材料具有宽级配特性，而现有的冲刷装置大多适用于粒径较小且较均匀的土体，对于宽级配土石料的冲刷试验适用性有限。
现有研究表明：堰塞坝在蓄水过程中极易发生渗流，渗流的存在将带走坝体内部细颗粒物质，改变坝体材料组成和坝体结构，进而影响堰塞坝漫顶冲刷过程，而现有的冲刷试验装置未考虑渗流条件的存在，造成室内试验与实际灾害监测的误差很大。因此，同时考虑渗流和坝体材料特性的室内试验冲刷装置亟待开发。
发明内容
本申请的目的在于：克服上述现有技术不足，提供一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，能在实验室内开展土石料的冲刷特性试验，研究渗流条件、土石料物理化学性质及流体性质对冲刷特性的影响，为溃坝机理分析、水土相互作用研究提供基础数据。
为实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：
一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于，包括底座、水槽、料箱、循环供水装置、数据监测与采集分析装置。
所述的底座为刚性框架结构，用于放置水槽和供水箱，底座与水槽、供水箱之间采用固定连接方式。
所述的水槽包括槽体、渗流土石料收集槽、渗流土石料收集槽底板、冲刷土石料收集槽、冲刷土石料收集槽底板、挡沙板、消能坡、尾门及排水槽；
进一步，所述的槽体为上开口箱型结构，用于盛放渗流土石料并开展冲刷试验；所述的渗流土石料收集槽为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体内腔底面齐平、开口宽度与槽体内腔底面宽度一致，用于收集渗流过程中流失的土石料，渗流土石料收集槽与槽体底板之间采用固定连接；所述的渗流土石料收集槽底板位于渗流土石料收集槽底部，与渗流土石料收集槽之间采用螺栓密封连接；所述的冲刷土石料收集槽为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体内腔底面齐平、开口宽度与槽体内腔底面宽度一致，用于收集冲刷过程中流失的土石料，冲刷土石料收集槽与槽体底板之间采用固定连接；所述的冲刷土石料收集槽底板位于冲刷土石料收集槽底部，与冲刷土石料收集槽之间采用螺栓密封连接；所述的挡沙板为矩形网状结构，位于槽体内腔底部，其宽度与槽体内腔底面宽度一致，其底部与槽体内腔底板之间采用固定连接，用于过滤水流中携带的土石料；所述的消能坡为楔形结构，位于槽体内腔底部，其宽度与槽体内腔底面宽度一致，其底部与槽体底板之间采用固定连接，用于消除波浪对于实验影响；所述的尾门为矩形板状结构，与槽体之间通过在槽体内腔侧壁垂直开槽插入的方式连接，尾门可沿垂直开槽自由上下移动从而控制尾门与槽体内腔底部之间开口大小，进而控制槽体内水的排除速度；所述的排水槽为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体内腔底面齐平、开口宽度与槽体内腔底面宽度一致，用于导出槽体内试验废水，排水槽与槽体底板之间采用固定连接。
所述的料箱为上开口箱型结构，用于放置试验土石料，包括上游透水板、上游拆卸板、下游透水板、下游拆卸板、料箱侧壁挡板、料箱底板及阻沙板，料箱位于槽体内腔底部，其宽度与槽体内腔底面宽度一致，料箱底板与槽体底板之间采用螺栓固定连接；
进一步，所述的上游透水板为矩形带孔板状结构，用于使水流均匀流入料箱，与料箱之间通过在料箱侧壁挡板和料箱底板上游内壁开槽插入的方式连接；所述的上游拆卸板由若干块矩形板沿垂直方向拼接而成，若干块矩形板可单独安装、拆卸，通过拆卸不同位置的矩形板拼接可使水流沿拆卸掉的矩形板位置流入料箱，从而模拟不同位置发生渗流的冲刷试验，与料箱之间通过在料箱侧壁挡板和料箱底板上游内壁开槽插入的方式连接；所述的下游透水板为矩形带孔板状结构，用于使水流均匀流出料箱，与料箱之间通过在料箱侧壁挡板和料箱底板下游内壁开槽插入的方式连接；所述的下游拆卸板由若干块矩形板沿垂直方向拼接而成，若干块矩形板可单独安装、拆卸，通过拆卸不同位置的矩形板拼接可使水流沿拆卸掉的矩形板位置流出料箱，从而模拟不同位置发生渗流的冲刷试验，与料箱之间通过在料箱侧壁挡板和料箱底板下游内壁开槽插入的方式连接；所述的阻沙板与下游透水板顶部采用螺栓固定连接，阻沙板与水平面呈一定向下倾斜角度，用于防止冲刷土石料进入渗流土石料收集槽。
所述的循环供水装置包括供水箱、储水箱、集水箱、滤网、水管、抽水泵、流量调节阀、阀门、排水孔，用于试验开展过程中的供水及试验排水的收集；
进一步，所述的供水箱为上开口箱型结构，用于试验过程中的直接供水，与槽体之间采用固定连接；供水箱靠近槽体一侧箱壁设置有带滤网的矩形进水口，用于过滤水中的杂质，进水口宽度与槽体内腔宽度一致；所述的储水箱为箱型结构，用于盛放试验用水，保障试验过程中持续供水；所述的集水箱为上开口箱型结构，用于盛放水槽排出试验废水，放置于水槽排水槽下端，集水箱底端设有排水孔，用于排出集水箱内试验废水，排水孔处设置有止水橡皮塞；所述的储水箱与供水箱之间通过水管连接，水管上安装有抽水泵，用于将储水箱内的水输向供水箱，水管上还安装有流量调节阀，用于调节储水箱向供水箱输水流量；所述的集水箱与储水箱之间通过水管连接，用于将试验废水重新流回储水箱，水管上安装有阀门，用于控制水管的连通与关闭。
所述的数据监测与采集分析装置包括激光位移装置、流速仪、数据采集分析装置和导线，用于实时监测试验过程中的数据变化，并对采集到的数据进行分析；
进一步，所述的激光位移装置包括激光位移传感器、轨道和底座支架；所述的底座支架固定安装在槽体侧壁上沿并与料箱位置对应；所述的轨道滑动安装在底座支架上，使得激光位移传感器可沿底座支架轴线方向以一定的速度做水平往返移动；所述的激光位移传感器固定安装在轨道上，可测量激光位移传感器到土石料表面的初始距离H，冲刷稳定后激光位移传感器到土石料表面的距离h；所述的流速仪安装在槽体内料箱上游一定距离处，并保持流速仪顶端浸没水中，用于测量水流流速v；所述的数据采集分析装置通过导线分别与激光位移装置、流速仪连接，可由外部电源直接供电，主要用于记录激光位移装置、流速仪所测得的数据，并计算出不同流速下的土石料冲刷速率V和剪切应力τ；所述的土石料冲刷速率V指一定流速下料箱内土石料高度损失速率，计算方法如下：
V＝(H-h)/T
式中，H为激光位移传感器到土石料表面的初始距离，h为冲刷稳定后激光位移传感器到土石料表面的距离，T为冲刷的时间；
所述的剪切应力τ是指土石料在水流作用下在土石料内部产生的应力，是决定土石料是否发生冲刷的关键指标，计算方法如下：
式中，ρw为水的密度，v为水流流速，n为曼宁系数，g为重力加速度，R为水力半径；
试验过程中，通过改变水流流量得到一系列不同水流流速v，数据采集分析装置计算得到一系列不同水流流速v下的剪切应力τ，从而建立冲刷速率V和剪切应力τ之间关系曲线，土石料将发生冲刷。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：
1、本申请操作简单，可在室内开展冲刷试验，对冲刷特性进行研究，为堰塞坝溃决机理分析提供数据，促进防灾减灾研究。
2、本申请料箱上下游挡板允许透水和可拆卸，可研究不同位置发生渗流对冲刷特性的影响，为渗流条件下土石料冲刷特性研究提供技术支撑。
3、本申请的渗流土石料收集槽和冲刷土石料收集槽的装置，可以有效将渗流和冲刷的土石料进行分类，为后续研究提供保障。
附图说明
图1为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置整体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置中水槽的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置中料箱的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置中循环供水装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置中激光位移装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的水槽冲刷试验装置中数据监测与采集分析装置的数据分析技术流程图。
附图标记说明：
1为底座、2为水槽、3为料箱、4为循环供水装置、5为数据监测与采集分析装置；
21为槽体、22为渗流土石料收集槽、23为渗流土石料收集槽底板、24为冲刷土石料收集槽、25为冲刷土石料收集槽底板、26为挡沙板、27为消能坡、28为尾门、29为排水槽；
31为上游透水板、32为上游拆卸板、33为下游透水板、34为下游拆卸板、35为料箱侧壁挡板、36为料箱底板、37为阻沙板；
41为供水箱、42为储水箱、43为集水箱、44为进水口、45为水管、46为抽水泵、47为流量调节阀、48为阀门、49为排水孔；
51为激光位移装置、52为流速仪、53为数据采集分析装置、54为导线；
511为激光位移传感器、512为轨道、513为底座支架。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及其附图对本申请提供的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本申请的优点和特征将更加清楚。
需要说明的是，本申请的实施例有较佳的实施性，并非是对本申请任何形式的限定。本申请实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本申请优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本申请实施例所属技术领域的技术人员所理解。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
本申请的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的，并非是限定本申请可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本申请各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
如图1所示，本申请提供一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，包括底座1，水槽2，料箱3、循环供水装置4、数据监测与采集分析装置5；
进一步，所述的数据监测与采集分析装置5包括激光位移装置51、流速仪52、数据采集分析装置53和导线54，用于实时监测试验过程中的数据变化，并对采集到的数据进行分析；所述的激光位移装置51固定安装在槽体21侧壁上沿并与料箱3位置对应，高度为40cm，可测量激光位移装置51到土石料表面的距离；所述的流速仪52安装在槽体21内料箱3上游0.4m处，并保持流速仪52顶端浸没水中，用于测量水流流速；所述的数据采集分析装置53通过导线54分别与激光位移装置51、流速仪52连接，可由外部电源直接供电，主要用于记录激光位移装置51、流速仪52所测得的数据，并计算出不同流速下的土石料冲刷速率和剪切应力。
如图2所示，水槽2包括槽体21、渗流土石料收集槽22、渗流土石料收集槽底板23、冲刷土石料收集槽24、冲刷土石料收集槽底板25、挡沙板26、消能坡27、尾门28及排水槽29；
进一步，槽体21为上开口箱型结构；渗流土石料收集槽22为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体21内腔底面齐平、开口宽度与槽体21内腔底面宽度一致，渗流土石料收集槽22与槽体21底板之间采用固定连接；渗流土石料收集槽底板23位于渗流土石料收集槽22底部，与渗流土石料收集槽22之间采用螺栓密封连接；冲刷土石料收集槽24为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体21内腔底面齐平、开口宽度与槽体21内腔底面宽度一致，冲刷土石料收集槽24与槽体21底板之间采用固定连接；冲刷土石料收集槽底板25位于冲刷土石料收集槽24底部，与冲刷土石料收集槽24之间采用螺栓密封连接；挡沙板26为矩形网状结构，位于槽体21内腔底部，其宽度与槽体21内腔底面宽度一致，其底部与槽体21底板之间采用固定连接；消能坡27为楔形结构，位于槽体21内腔底部，其宽度与槽体21内腔底面宽度一致，其底部与槽体21底板之间采用固定连接；尾门28为矩形板状结构，与槽体21之间通过在槽体21内腔侧壁垂直开槽插入的方式连接，尾门28可沿垂直开槽自由上下移动从而控制尾门28与槽体21内腔底部之间开口大小；排水槽29为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体21内腔底面齐平、开口宽度与槽体21内腔底面宽度一致，排水槽29与槽体21底板之间采用固定连接。
如图3所示，料箱3为上开口箱型结构，包括上游透水板31、上游拆卸板32、下游透水板33、下游拆卸板34、侧壁挡板35、底板36及阻沙板37，料箱3位于槽体21内腔底部，其宽度与槽体21内腔底面宽度一致，其底部与槽体21底板之间采用螺栓固定连接；
进一步，上游透水板31为矩形带孔板状结构，与料箱3之间通过在料箱侧壁挡板35和料箱底板36上游内壁开槽插入的方式连接；上游拆卸板32由五块矩形板沿垂直方向拼接而成，五块矩形板高度一致，可单独安装、拆卸，与料箱3之间通过在料箱侧壁挡板35和料箱底板36上游内壁开槽插入的方式连接；下游透水板33为矩形带孔板状结构，与料箱3之间通过在料箱侧壁挡板35和料箱底板36下游内壁开槽插入的方式连接；下游拆卸板34由三块矩形板沿垂直方向拼接而成，三块矩形板可单独安装、拆卸，与料箱3之间通过在料箱侧壁挡板35和料箱底板36下游内壁开槽插入的方式连接；阻沙板37与下游透水板33顶部采用螺栓固定连接，阻沙板37与水平面呈15°向下倾斜角度。
如图4所示，循环供水装置4包括供水箱41、储水箱42、集水箱43、滤网44、水管45、抽水泵46、流量调节阀47、阀门48、排水孔49；
进一步，供水箱41为上开口箱型结构，与槽体21之间采用固定连接；供水箱41靠近槽体21一侧箱壁设置有带滤网的矩形进水口44，进水口44宽度与槽体21内腔宽度一致；储水箱42为箱型结构；集水箱43为上开口箱型结构，放置于水槽2排水槽29下端，集水箱43底端设有排水孔49，排水孔49处设置有止水橡皮塞；储水箱42与供水箱41之间通过水管45连接，水管45上安装有抽水泵46，用于将储水箱42内的水输向供水箱41，水管45上还安装有流量调节阀47；集水箱43与储水箱42之间通过水管45连接，水管45上安装有阀门48。
如图5所示，激光位移装置51包括激光位移传感器511、轨道512、底座支架513；
进一步，底座支架513可固定安装在槽体21侧壁上沿并与料箱3位置对应；轨道512滑动安装在底座支架513上，使得其可沿底座支架513轴线方向以一定的速度做水平往返移动；所述的激光位移传感器511固定安装在轨道512上，可测量激光位移传感器511到土石料表面的距离。
本申请提供的一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其工作方式如下：
1)土石料装箱
将试验需要使用的土石料分层装入料箱3，为保障土石料发生冲刷，一般建议土石料露出料箱3的高度为0.5倍的土石料平均粒径，土石料装填完成后，静置两小时。
2)开始冲刷试验
调节料箱3上游拆卸板32、下游拆卸板34矩形板的安装与拆卸，确定试验渗流方式；打开抽水泵46，通过流量调节阀47，设置试验流量，供水箱41中的水流缓慢通过滤网44流入水槽2，通过渗流土石料收集槽22收集渗流流失的颗粒；当土石料逐渐发生冲刷，通过冲刷土石料收集槽24收集冲刷的颗粒；下游水流通过挡沙板26过滤后经尾门28、排水槽29进入集水箱43；当在该流量下冲刷达到平衡，关闭抽水泵46，拆卸上游透水板31、上游拆卸板32、下游透水板33、下游拆卸板34，整平料箱3内土石料。
3)重复试验
打开流量调节阀47，设置下一个试验流量，重复步骤2)。
4)试验数据采集分析
如图6所示，在试验过程中，激光位移装置51实时测量土石料冲刷高度，流速仪52实时测量水流流速v，数据传输至数据采集分析装置53，至数据采集分析装置53计算得到土石料冲刷速率V、不同流速下剪切应力τ，绘制冲刷速率V和剪切应力τ关系曲线并输出。
5)试验结束整理
当完成试验后，打开集水箱43排水孔49，将试验废水排出；打开渗流土石料收集槽底板23和冲刷土石料收集槽底板25，收集土石料，用于后续分析。
上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。
Claims (5)
1.一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于，包括底座(1)、水槽(2)、料箱(3)、循环供水装置(4)、数据监测与采集分析装置(5)；
利用循环供水装置(4)可在水槽(2)内形成循环水流，从而对料箱(3)内土石料施加冲刷荷载，可用于研究渗流条件、土石料物理化学性质及流体性质对冲刷特性的影响，为溃坝机理分析、水土相互作用研究提供基础数据。
2.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于：所述的水槽(2)包括槽体(21)、渗流土石料收集槽(22)、渗流土石料收集槽底板(23)、冲刷土石料收集槽(24)、冲刷土石料收集槽底板(25)、挡沙板(26)、消能坡(27)、尾门(28)及排水槽(29)；
所述的槽体(21)为上开口箱型结构，用于盛放渗流土石料并开展冲刷试验；所述的渗流土石料收集槽(22)为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体(21)内腔底面齐平、开口宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，用于收集渗流过程中流失的土石料，渗流土石料收集槽(22)与槽体(21)底板之间采用固定连接；所述的渗流土石料收集槽底板(23)位于渗流土石料收集槽(22)底部，与渗流土石料收集槽(22)之间采用螺栓密封连接；所述的冲刷土石料收集槽(24)为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体(21)内腔底面齐平、开口宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，用于收集冲刷过程中流失的土石料，冲刷土石料收集槽(24)与槽体(21)底板之间采用固定连接；所述的冲刷土石料收集槽底板(25)位于冲刷土石料收集槽(24)底部，与冲刷土石料收集槽(24)之间采用螺栓密封连接；所述的挡沙板(26)为矩形网状结构，位于槽体(21)内腔底部，其宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，其底部与槽体(21)内腔底板之间采用固定连接，用于过滤水流中携带的土石料；所述的消能坡(27)为楔形结构，位于槽体(21)内腔底部，其宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，其底部与槽体(21)底板之间采用固定连接，用于消除波浪对于实验影响；所述的尾门(28)为矩形板状结构，与槽体(21)之间通过在槽体(21)内腔侧壁垂直开槽插入的方式连接，尾门(28)可沿垂直开槽自由上下移动从而控制尾门(28)与槽体(21)内腔底部之间开口大小，进而控制槽体(21)内水的排除速度；所述的排水槽(29)为上开喇叭口的漏斗型结构，喇叭口开口面与槽体(21)内腔底面齐平、开口宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，用于导出槽体(21)内试验废水，排水槽(29)与槽体(21)底板之间采用固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于：所述的料箱(3)为上开口箱型结构，用于放置试验土石料，包括上游透水板(31)、上游拆卸板(32)、下游透水板(33)、下游拆卸板(34)、料箱侧壁挡板(35)、料箱底板(36)及阻沙板(37)，料箱(3)位于槽体(21)内腔底部，其宽度与槽体(21)内腔底面宽度一致，料箱底板(36)与槽体(21)底板之间采用螺栓固定连接；
所述的上游透水板(31)为矩形带孔板状结构，用于使水流均匀流入料箱(3)，与料箱(3)之间通过在料箱侧壁挡板(35)和料箱底板(36)上游内壁开槽插入的方式连接；所述的上游拆卸板(32)由若干块矩形板沿垂直方向拼接而成，若干块矩形板可单独安装、拆卸，通过拆卸不同位置的矩形板拼接可使水流沿拆卸掉的矩形板位置流入料箱(3)，从而模拟不同位置发生渗流的冲刷试验，与料箱(3)之间通过在料箱侧壁挡板(35)和料箱底板(36)上游内壁开槽插入的方式连接；所述的下游透水板(33)为矩形带孔板状结构，用于使水流均匀流出料箱(3)，与料箱(3)之间通过在料箱侧壁挡板(35)和料箱底板(36)下游内壁开槽插入的方式连接；所述的下游拆卸板(34)由若干块矩形板沿垂直方向拼接而成，若干块矩形板可单独安装、拆卸，通过拆卸不同位置的矩形板拼接可使水流沿拆卸掉的矩形板位置流出料箱(3)，从而模拟不同位置发生渗流的冲刷试验，与料箱(3)之间通过在料箱侧壁挡板(35)和料箱底板(36)下游内壁开槽插入的方式连接；所述的阻沙板(37)与下游透水板(33)顶部采用螺栓固定连接，阻沙板(37)与水平面呈一定向下倾斜角度，用于防止冲刷土石料进入渗流土石料收集槽(22)。
4.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于：所述的循环供水装置(4)包括供水箱(41)、储水箱(42)、集水箱(43)、滤网(44)、水管(45)、抽水泵(46)、流量调节阀(47)、阀门(48)、排水孔(49)，用于试验开展过程中的供水及试验排水的收集；
所述的供水箱(41)为上开口箱型结构，用于试验过程中的直接供水，与槽体(21)之间采用固定连接；供水箱(41)靠近槽体(21)一侧箱壁设置有带滤网的矩形进水口(44)，用于过滤水中的杂质，进水口(44)宽度与槽体(21)内腔宽度一致；所述的储水箱(42)为箱型结构，用于盛放试验用水，保障试验过程中持续供水；所述的集水箱(43)为上开口箱型结构，用于盛放水槽(2)排出试验废水，放置于水槽(2)排水槽(29)下端，集水箱(43)底端设有排水孔(49)，用于排出集水箱(43)内试验废水，排水孔(49)处设置有止水橡皮塞；所述的储水箱(42)与供水箱(41)之间通过水管(45)连接，水管(45)上安装有抽水泵(46)，用于将储水箱(42)内的水输向供水箱(41)，水管(45)上还安装有流量调节阀(47)，用于调节储水箱(42)向供水箱(41)输水流量；所述的集水箱(43)与储水箱(42)之间通过水管(45)连接，用于将试验废水重新流回储水箱(42)，水管(45)上安装有阀门(48)，用于控制水管(45)的连通与关闭。
5.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的土石料水槽冲刷试验装置，其特征在于：所述的数据监测与采集分析装置(5)包括激光位移装置(51)、流速仪(52)、数据采集分析装置(53)和导线(54)，用于实时监测试验过程中的数据变化，并对采集到的数据进行分析；
所述的激光位移装置(51)包括激光位移传感器(511)、轨道(512)和底座支架(513)；所述的底座支架(513)固定安装在槽体(21)侧壁上沿并与料箱(3)位置对应；所述的轨道(512)滑动安装在底座支架(513)上，可沿底座支架(513)轴线方向以一定的速度做水平往返移动；所述的激光位移传感器(511)固定安装在轨道(512)上，可测量激光位移传感器(511)到土石料表面的距离；所述的流速仪(52)安装在槽体(21)内料箱(3)上游一定距离处，并保持流速仪(52)顶端浸没水中，用于测量水流流速；所述的数据采集分析装置(53)通过导线(54)分别与激光位移装置(51)、流速仪(52)连接，可由外部电源直接供电，主要用于记录激光位移装置(51)、流速仪(52)所测得的数据，并计算出不同流速下的土石料冲刷速率和剪切应力。
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