CN114283668A - 一种寒区水库试验系统 - Google Patents
一种寒区水库试验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114283668A CN114283668A CN202210009442.7A CN202210009442A CN114283668A CN 114283668 A CN114283668 A CN 114283668A CN 202210009442 A CN202210009442 A CN 202210009442A CN 114283668 A CN114283668 A CN 114283668A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- rainfall
- reservoir
- control assembly
- assembly
- 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.)
- Granted
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 103
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 245
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009746 freeze damage Effects 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于模拟温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统，涉及水库模型试验技术领域。寒区水库试验系统中，模型试验组件用于模拟寒区水库大坝‑岸坡系统，包括可程式冷库；温度控制组件用于控制可程式冷库中的温度；降雨控制组件用于模拟模型试验组件中的降雨；水位控制组件用于对降雨控制组件提供降雨所需的水源，以及控制模型试验组件中的水位；造波控制组件设置在模型试验组件中，用于在水中形成波浪。该系统可以有效地模拟环境温度变化、降雨、水位以及波浪作用下寒区水库大坝‑岸坡系统的水热力响应过程，为寒区水库大坝‑岸坡系统研究提供平台支撑。
Description
技术领域
本发明涉及水库模型试验技术领域，具体而言，涉及一种寒区水库试验系统。
背景技术
寒区水库是我国水利工程的重要组成部分，其在防洪、灌溉、饮水、调水等方面发挥着极其重要的作用。由于受寒区复杂工程环境(如：冻融、降雨、水位升降、波浪等)的影响，寒区水库大坝、库岸边坡病害频发，机理复杂，导致寒区水库大坝、库岸边坡出现不同程度的病害，对当地居民的生产生活产生重要的影响，甚至威胁寒区水库的安全运营。因此，开展复杂工程环境(如：冻融、降雨、水位升降、波浪等)下寒区水库大坝-岸坡系统的水-热-力(变形)相互作用过程研究，对揭示寒区水库大坝-岸坡系统的传热渗流机理与变形机制及研发寒区水库大坝-岸坡系统病害防治技术等具有重要的意义。
目前，寒区水库试验研究主要针对非冻土区展开，并且没有充分考虑冻融、降雨、水位变化以及波浪对水库大坝-岸坡系统温度、水分以及变形的影响。
发明内容
本发明的目的包括提供一种寒区水库试验系统，其能够有效地模拟冻融、降雨、水位变化以及波浪作用下寒区水库大坝-岸坡系统的水热力响应过程，揭示寒区水库冻害演化机制。
本发明的实施例可以这样实现：
本发明提供一种寒区水库试验系统，寒区水库试验系统包括：
模型试验组件，用于模拟寒区水库大坝-岸坡系统；
温度控制组件，与可程式冷库连接，温度控制组件用于控制可程式冷库中的温度；
降雨控制组件，与模型试验组件连接，降雨控制组件用于模拟模型试验组件的降雨；
水位控制组件，与降雨控制组件和模型试验组件连接，水位控制组件用于对降雨控制组件提供降雨所需的水源，以及控制模型试验组件中的水位；
数据采集处理组件，与模型试验组件、温度控制组件、降雨控制组件、水位控制组件以及造波控制组件连接，数据采集处理组件用于采集各个组件的状态数据，并根据状态数据控制各个组件运行。
在可选的实施方式中，模型试验组件还包括彩钢保温夹芯板、防水保温装置、蓄水池、试验模型坝体、库水监测装置以及坝体传感器，其中，彩钢保温夹芯板形成可程式冷库的外墙，防水保温装置铺设在可程式冷库的四周及底部，蓄水池和试验模型坝体设置在可程式冷库的内部，库水监测装置用于检测蓄水池中水的水位和温度，坝体传感器埋设于试验模型坝体中。
在可选的实施方式中，温度控制组件包括自动控温器、压缩机、冷风机和第一温度传感器，压缩机安装于可程式冷库的外部，压缩机和第一温度传感器与自动控温器连接，自动控温器控制压缩机产生的冷热气流通过冷风机的机械运动对可程式冷库进行制冷或加热，第一温度传感器用于实施监测可程式冷库的环境温度。
在可选的实施方式中，防水保温装置包括逐层铺设的硬质保温板、防水板和防水胶，库水监测装置包括插入蓄水池中的第二温度传感器和水位计。
在可选的实施方式中，坝体传感器包括埋设于试验模型坝体的第三温度传感器、水分传感器、孔隙水压力传感器和变形传感器。
在可选的实施方式中，水位控制组件包括主水箱、主进水管道、外接水管和第一开关，其中，外接水管、主进水管道和主水箱依次连通，外接水管用于接入水源，主水箱用于为降雨控制组件和模型试验组件提供水源，第一开关安装在主进水管道上，第一开关用于控制主水箱中的水量。
在可选的实施方式中，水位控制组件还包括补水管道、第二开关、第二水箱、第三开关、回流管道以及第一水泵，其中，补水管道连接在补水管道的下部，补水管道是一个三通的管道，第二开关安装在补水管道与主水箱连接的管道上，补水管道的一端管道与蓄水池相连通，补水管道的另一端管道与第二水箱连通、且在该通道上安装有第三开关，第二水箱通过回流管道与主水箱相连，在第二水箱中安装有第一水泵。
在可选的实施方式中，水位控制组件还包括第一伴热带和第一加热控制器，其中，补水管道的中部缠绕有第一伴热带，第一伴热带通过第一加热控制器的加热使进入模型试验组件中的水达到预设的温度。
在可选的实施方式中，降雨控制组件包括降雨管道、第四开关、第二水泵、第二伴热带、第二加热控制器以及降雨槽，其中，降雨管道的进水端连接在主水箱的中部，在降雨管道靠近进水端的一侧安装有第四开关和第二水泵，第二水泵用于将主水箱中的水输送至降雨槽中，在降雨管道的中部缠绕有第二伴热带，第二伴热带通过第二加热控制器的加热使进入降雨槽中的水达到预设的温度。
在可选的实施方式中，造波控制组件包括支撑块、造波板、横向曲柄连杆、竖向曲柄连杆、伺服电机、减速器、第一连接螺栓、第二连接螺栓、第三连接螺栓以及第四连接螺栓；
其中，支撑块放置在蓄水池的底部，支撑块的顶端通过第一连接螺栓与造波板的一端相连，造波板的另一端通过第二连接螺栓与横向曲柄连杆相连，横向曲柄连杆与通过第三连接螺栓与竖向曲柄连杆的一端相连，竖向曲柄连杆的另一端通过第四连接螺栓与伺服电机的输出端口相连，伺服电机的底端安装有减速器。
本发明实施例提供的寒区水库试验系统的有益效果包括：
该系统通过模型试验组件模拟寒区水库大坝-岸坡系统，通过温度控制组件控制可程式冷库中的温度，降雨控制组件模拟对模型试验组件的降雨，水位控制组件控制模型试验组件中的降雨提供水源，控制模型试验组件中的水位，造波控制组件在水中形成波浪，并通过数据采集处理组件采集各个组件的状态数据，并根据状态数据控制各个组件运行，能够有效地模拟温度、降雨、水位变化以及波浪作用下寒区水库大坝-岸坡系统的水热力响应过程，揭示寒区水库冻害演化机制，为寒区水库研究提供理论和技术支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于控制温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统的结构示意图；
图2为图1所示的寒区水库试验系统的局部A的放大图；
图3为图1所示的寒区水库试验系统的局部B的放大图；
图4为图1所示的寒区水库试验系统的局部C的放大图；
图5为本发明实施例提供的另一种用于控制温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区岸坡试验系统的结构示意图。
图标：1-可程式冷库；2-彩钢保温夹芯板；3-压缩机；4-冷风机；5-自动控温器；6-第一温度传感器；7-硬质保温板；8-防水板；9-防水胶；10-蓄水池；11-试验模型坝体；12-第二温度传感器；13-水位计；14-筑坝材料；15-粗砂；16-防水土工布；17-混凝土面板；18-第三温度传感器；19-水分传感器；20-孔隙水压力传感器；21-变形传感器；22-主水箱；23-主进水管道；24-外接水管；25-第一开关；26-补水管道；27-第二开关；28-第一伴热带；29-第一加热控制器；30-第二水箱；31-第三开关；32-回流管道；33-第一水泵；34-降雨管道；35-第四开关；36-第二水泵；37-第二伴热带；38-第二加热控制器；39-降雨槽；40-传感器引线；41-数据采集仪；42-电子计算机；43-接电引线；44-外接电源；501-支撑块；502-第一连接螺栓；503-造波板；504-第二连接螺栓；505-横向曲柄连杆；506-第三连接螺栓；507-竖向曲柄连杆；508-第四连接螺栓；509-伺服电机；510-减速器；45-试验模型岸坡。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
本申请实施例提供了一种用于控制温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统，该系统可以有效地模拟复杂工程环境(例如：降雨、水位变化、波浪)作用下寒区水库大坝岸坡系统的水热力响应过程，揭示寒区水库冻害演化机制，为寒区水库研究提供理论和技术支撑。以下结合附图对用于控制温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统的具体形式进行详细阐述。
如图1所示，用于控制温度、降雨、水位变化以及波浪作用下的寒区水库试验系统主要包括六个组件，即：模型试验组件、温度控制组件、降雨控制组件、水位控制组件、造波控制组件以及数据采集处理组件。
模型试验组件用于模拟寒区水库大坝-岸坡系统，包括可程式冷库1。温度控制组件与可程式冷库1连接，温度控制组件用于控制可程式冷库1中的温度。降雨控制组件与模型试验组件连接，降雨控制组件用于模拟对模型试验组件的降雨。水位控制组件与降雨控制组件和模型试验组件连接，水位控制组件控制模型试验组件中的降雨提供水源，以及控制模型试验组件中的水位。造波控制组件设置在模型试验组件中，用于在水中形成波浪。数据采集处理组件与模型试验组件、温度控制组件、降雨控制组件、水位控制组件以及造波控制组件连接，数据采集处理组件用于采集各个组件的状态参数，并根据状态参数控制各个组件运行。
模型试验组件还包括彩钢保温夹芯板2、防水保温装置、蓄水池10、试验模型坝体11、筑坝材料14、粗砂15、防水土工布16、混凝土面板17、库水监测装置以及坝体传感器，其中，可程式冷库1为可以程序控制的冷库。可程式冷库1的外墙主要由彩钢保温夹芯板2构成。
防水保温装置包括硬质保温板7、防水板8和防水胶9，库水监测装置包括第二温度传感器12和水位计13，坝体传感器包括第三温度传感器18、水分传感器19、孔隙水压力传感器20和变形传感器21。
温度控制组件包括压缩机3、冷风机4、自动控温器5和第一温度传感器6，其中，压缩机3安装于可程式冷库1的外部，压缩机3与自动控温器5连接，自动控温器5控制压缩机3产生的冷热气流通过冷风机4的机械运动对可程式冷库1进行制冷或加热。自动控温器5和第一温度传感器6安装在可程式冷库1的温度控制回路中，第一温度传感器6布设于可程式冷库1的多个部位，用于实施监测可程式冷库1的环境温度。自动控温器5采用PLC编程控制器，可提供制冷、化霜、风机、供液、加热等开关量输出，控温范围为-30℃至+30℃，显示精度为0.1℃。自动控温器5中可预先编程各种温度变化模式，例如：正弦、余弦、阶梯等变化模式，自动控温器5根据第一温度传感器6提供的温度数据，实现对可程式冷库1的自动、实时控温。
如图2所示，可程式冷库1的四周及底部铺设有硬质保温板7，硬质保温板7的上面布设有防水板8，防水板8的上面再涂刷有防水胶9，试验开始前须对可程式冷库1开展注水试验，为模型试验提供一个防水、四周及底部绝热的环境。之后，根据模型试验相似比及工程环境等因素，将可程式冷库1分为两个区域，即蓄水池10和试验模型坝体11。蓄水池10中布设有第二温度传感器12和水位计13，第二温度传感器12用于实时监测蓄水池10中库水的温度，水位计13用于实时监测蓄水池10中库水的水位。试验模型坝体11的整体横截面为梯形，筑坝材料14填筑在试验模型坝体11中，在筑坝材料14靠近迎水面一侧依次铺设有粗砂15、防水土工布16和混凝土面板17(请参阅图1和图3)。同时，根据试验需要，试验模型坝体11中可以布设第三温度传感器18、水分传感器19、孔隙水压力传感器20以及变形传感器21，用于实时监测降雨、水位变化以及波浪作用下试验模型坝体11的温度、水分、孔隙水压力以及变形响应。
水位控制组件包括主水箱22、主进水管道23、外接水管24、第一开关25、补水管道26、第二开关27、第一伴热带28、第一加热控制器29、第二水箱30、第三开关31、回流管道32以及第一水泵33。
外接水管24、主进水管道23和主水箱22依次连通，外接水管24中的水可为自来水或者处理之后的蒸馏水，主水箱22用于为蓄水池10以及为可程式冷库1中试验降雨提供水源。
主进水管道23上安装有第一开关25，第一开关25用于控制主水箱22中的水量。主水箱22的下部连接有补水管道26，补水管道26是一个三通的管道。补水管道26与主水箱22连接的管道上安装有第二开关27，补水管道26的一端管道穿过硬质保温板7、防水板8和防水胶9与蓄水池10相连通，补水管道26和第二开关27用于为蓄水池10补水(图1中箭头方向表示水的流动方向)。补水管道26的中部缠绕有第一伴热带28，第一伴热带28通过第一加热控制器29的加热使进入蓄水池10中的水达到预设的温度。
补水管道26的另一端管道与第二水箱30连通，同时在该通道上安装有第三开关31，第二水箱30通过回流管道32与主水箱22相连，在第二水箱30中安装有第一水泵33，第一水泵33可以将第二水箱30中的水输送至主水箱22，减少试验过程中水资源的浪费。试验过程中，提高蓄水池10中的水位时(水位升高阶段)，需要打开第二开关27和第一加热控制器29，同时关闭第三开关31；降低蓄水池10中的水位时(水位降低阶段)，需要打开第三开关31，同时关闭第二开关27。与此同时，是否打开第一开关25向主水箱22中注水，应根据主水箱22中的水量而定。
降雨控制组件包括降雨管道34、第四开关35、第二水泵36、第二伴热带37、第二加热控制器38以及降雨槽39。降雨管道34的进水端连接在主水箱22的中部，在降雨管道34靠近进水端的一侧安装有第四开关35、第二水泵36，第二水泵36可以将主水箱22中的水输送至降雨槽39中。同时在降雨管道34的中部缠绕有第二伴热带37，第二伴热带37通过第二加热控制器38的加热使进入降雨槽39中的水达到预设的温度。降雨槽39为一中空的长方体结构，降雨槽39相对于试验模型坝体11的高度可以为10cm，在降雨槽39的底面交错布置有孔径为1mm-2mm的降雨孔，用于对试验模型坝体11降雨。试验过成中，需要给试验模型坝体11降雨时，需打开第四开关35、第二水泵36以及第二加热控制器38。
请参阅图4，造波控制组件包括支撑块501、造波板503、横向曲柄连杆505、竖向曲柄连杆507、伺服电机509、减速器510、第一连接螺栓502、第二连接螺栓504、第三连接螺栓506以及第四连接螺栓508。
其中，支撑块501放置在蓄水池10的底部，支撑块501的顶端通过第一连接螺栓502与造波板503的一端相连，造波板503的另一端通过第二连接螺栓504与横向曲柄连杆505相连，横向曲柄连杆505与通过第三连接螺栓506与竖向曲柄连杆507的一端相连，竖向曲柄连杆507的另一端通过第四连接螺栓508与伺服电机509的输出端口相连，伺服电机509的底端安装有减速器510。
伺服电机509中内置有控制器，通过输入预设的运动模式可对伺服电机509进行运动控制，伺服电机509的马达将会根据预设的运动模式，产生预设频率的圆周运动。进而，通过所产生的圆周运动依次带动竖向曲柄连杆507、横向曲柄连杆505、造波板503运动。最终造波板503推动水面形成波浪。其中，造波板503为L形摇摆式造波板。
数据采集处理组件包括传感器引线40、数据采集仪41、电子计算机42、接电引线43以及外接电源44。
第一温度传感器6、第二温度传感器12、水位计13、第三温度传感器18、水分传感器19、孔隙水压力传感器20以及变形传感器21通过传感器引线40与数据采集仪41相连，数据采集仪41再与电子计算机42相连。通过电子计算机42可以实时监测可程式冷库1中的环境温度(由第一温度传感器6采集)、蓄水池10中的温度(由第二温度传感器12采集)和水位(由水位计13采集)，以及试验模型坝体11的温度(由第三温度传感器18采集)、水分(由水分传感器19采集)、孔隙水压力(由孔隙水压力传感器20采集)和变形(由变形传感器21采集)。此外，压缩机3、冷风机4、自动控温器5、第一加热控制器29、第一水泵33、第二水泵36、第二加热控制器38以及电子计算机42的电源通过接电引线43与外接电源44相连，由外接电源44为上述电器提供电能。
容易理解的是，请参阅图5，本实施例中的试验模型坝体11还可以替换为试验模型岸坡45，可以有效地模拟复杂工程环境(例如：温度变化、降雨、水位变化、波浪)作用下岸坡的水热力响应过程，揭示寒区岸坡冰冻害演化机制，为寒区岸坡研究提供理论和技术支撑。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请技术方案之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。
本实施例提供的寒区水库试验系统的有益效果包括：
该系统通过模型试验组件模拟寒区水库大坝-岸坡系统，通过温度控制组件控制可程式冷库中的温度，降雨控制组件模拟对模型试验组件的降雨，水位控制组件控制模型试验组件中的降雨提供水源，控制模型试验组件中的水位，造波控制组件在水中形成波浪，并通过数据采集处理组件采集各个组件的状态参数，并根据状态参数控制各个组件运行，能够有效地模拟降雨、水位变化以及波浪作用下寒区水库大坝-岸坡系统的水热力响应过程，揭示寒区水库冻害演化机制，为寒区水库研究提供理论和技术支撑。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种寒区水库试验系统，其特征在于，所述寒区水库试验系统包括：
模型试验组件，用于模拟寒区水库大坝-岸坡系统，包括可程式冷库(1)；
温度控制组件，与所述可程式冷库(1)连接，所述温度控制组件用于控制所述可程式冷库(1)中的温度；
降雨控制组件，与所述模型试验组件连接，所述降雨控制组件用于模拟所述模型试验组件中的降雨；
水位控制组件，与所述降雨控制组件和所述模型试验组件连接，所述水位控制组件用于对所述降雨控制组件提供降雨所需的水源，以及控制所述模型试验组件中的水位；
造波控制组件，设置在模型试验组件中，用于在水中形成波浪；
数据采集处理组件，与所述模型试验组件、所述温度控制组件、所述降雨控制组件、所述水位控制组件以及所述造波控制组件连接，所述数据采集处理组件用于采集各个组件的状态数据，并根据所述状态数据控制各个组件运行。
2.根据权利要求1所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述模型试验组件还包括彩钢保温夹芯板(2)、防水保温装置、蓄水池(10)、试验模型坝体(11)、库水监测装置以及坝体传感器，其中，所述彩钢保温夹芯板(2)形成所述可程式冷库(1)的外墙，所述防水保温装置铺设在所述可程式冷库(1)的四周及底部，所述蓄水池(10)和所述试验模型坝体(11)设置在所述可程式冷库(1)的内部，所述库水监测装置用于检测所述蓄水池(10)中水的水位和温度，所述坝体传感器埋设于所述试验模型坝体(11)中。
3.根据权利要求2所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述温度控制组件包括自动控温器(5)、压缩机(3)、冷风机(4)和第一温度传感器(6)，所述压缩机(3)安装于所述可程式冷库(1)的外部，所述压缩机(3)和所述第一温度传感器(6)与所述自动控温器(5)连接，所述自动控温器(5)控制所述压缩机(3)产生的冷热气流通过所述冷风机(4)的机械运动对所述可程式冷库(1)进行制冷或加热，所述第一温度传感器(6)用于实施监测所述可程式冷库(1)的环境温度。
4.根据权利要求2所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述防水保温装置包括逐层铺设的硬质保温板(7)、防水板(8)和防水胶(9)，所述库水监测装置包括插入所述蓄水池(10)中的第二温度传感器(12)和水位计(13)。
5.根据权利要求2所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述坝体传感器包括埋设于所述试验模型坝体(11)的第三温度传感器(18)、水分传感器(19)、孔隙水压力传感器(20)和变形传感器(21)。
6.根据权利要求2所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述水位控制组件包括主水箱(22)、主进水管道(23)、外接水管(24)和第一开关(25)，其中，所述外接水管(24)、所述主进水管道(23)和所述主水箱(22)依次连通，所述外接水管(24)用于接入水源，所述主水箱(22)用于为所述降雨控制组件和所述模型试验组件提供水源，所述第一开关(25)安装在所述主进水管道(23)上，所述第一开关(25)用于控制所述主水箱(22)中的水量。
7.根据权利要求6所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述水位控制组件还包括补水管道(26)、第二开关(27)、第二水箱(30)、第三开关(31)、回流管道(32)以及第一水泵(33)，其中，所述补水管道(26)是一个三通的管道，所述第二开关(27)安装在所述补水管道(26)与所述主水箱(22)连接的管道上，所述补水管道(26)的一端管道与所述蓄水池(10)相连通，所述补水管道(26)的另一端管道与所述第二水箱(30)连通、且在通道上安装有所述第三开关(31)，所述第二水箱(30)通过所述回流管道(32)与所述主水箱(22)相连，在所述第二水箱(30)中安装有所述第一水泵(33)。
8.根据权利要求7所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述水位控制组件还包括第一伴热带(28)和第一加热控制器(29)，其中，所述补水管道(26)的中部缠绕有所述第一伴热带(28)，所述第一伴热带(28)通过所述第一加热控制器(29)的加热使进入所述模型试验组件中的水达到预设的温度。
9.根据权利要求6所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述降雨控制组件包括降雨管道(34)、第四开关(35)、第二水泵(36)、第二伴热带(37)、第二加热控制器(38)以及降雨槽(39)，其中，所述降雨管道(34)的进水端连接在所述主水箱(22)的中部，在所述降雨管道(34)靠近进水端的一侧安装有所述第四开关(35)和所述第二水泵(36)，所述第二水泵(36)用于将所述主水箱(22)中的水输送至所述降雨槽(39)中，在所述降雨管道(34)的中部缠绕有所述第二伴热带(37)，所述第二伴热带(37)通过所述第二加热控制器(38)的加热使进入所述降雨槽(39)中的水达到预设的温度。
10.根据权利要求2所述的寒区水库试验系统，其特征在于，所述造波控制组件包括支撑块(501)、造波板(503)、横向曲柄连杆(505)、竖向曲柄连杆(507)、伺服电机(509)、减速器(510)、第一连接螺栓(502)、第二连接螺栓(504)、第三连接螺栓(506)以及第四连接螺栓(508)；
其中，所述支撑块(501)放置在所述蓄水池(10)的底部，所述支撑块(501)的顶端通过所述第一连接螺栓(502)与所述造波板(503)的一端相连，所述造波板(503)的另一端通过所述第二连接螺栓(504)与所述横向曲柄连杆(505)相连，所述横向曲柄连杆(505)与通过所述第三连接螺栓(506)与所述竖向曲柄连杆(507)的一端相连，所述竖向曲柄连杆(507)的另一端通过所述第四连接螺栓(508)与所述伺服电机(509)的输出端口相连，所述伺服电机(509)的底端安装有所述减速器(510)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210009442.7A CN114283668B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种寒区水库试验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210009442.7A CN114283668B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种寒区水库试验系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114283668A true CN114283668A (zh) | 2022-04-05 |
| CN114283668B CN114283668B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=80880377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210009442.7A Active CN114283668B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种寒区水库试验系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114283668B (zh) |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102305702A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-04 | 浙江工业大学 | 摇板式规则波和不规则波造波机 |
| CN202117023U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-18 | 浙江工业大学 | 摇板式规则波和不规则波造波机 |
| CN103192951A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-07-10 | 国家海洋技术中心 | 水翼前向推进效率实验装置 |
| CN204373881U (zh) * | 2014-12-29 | 2015-06-03 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种推板式规则波和不规则波简易造波机 |
| CN105510556A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-04-20 | 中国地质大学（武汉） | 滑坡模型试验用装置及方法 |
| CN106405051A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 旱涝急转下水库坝坡模拟试验装置及试验方法 |
| CN107421716A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-12-01 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 水位变化下的波浪物理模型试验无间断造波装置及方法 |
| CN108760609A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-06 | 青岛理工大学 | 一种实现多物理场耦合的环境模拟试验系统 |
| CN109283320A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-29 | 南昌工程学院 | 降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置 |
| US20190113496A1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-04-18 | Huiming Tang | Landslide experimental device and experimental method for simulating constant seepage flow |
| CN110160748A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-23 | 天津大学 | 可拆装式吸盘摇板造波机 |
| CN111948241A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 西南大学 | 一种库区消落带劣化模拟系统 |
| CN111983185A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-24 | 河海大学 | 一种地震与降雨耦合作用下库岸水位变化及坡角可变滑坡模型试验装置及方法 |
| CN112858017A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 西安科技大学 | 一种综合模拟动态承压浸泡与冻融环境的试验装置及试验方法 |
| CN214469465U (zh) * | 2020-12-30 | 2021-10-22 | 南京金陵鸿博环境科技发展有限公司 | 自调节冷凝热负荷的全封涡旋风冷型节能型冷凝机组 |
| CN113552327A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-26 | 中国矿业大学 | 一种复合式水库滑坡与锚固结构模型试验装置及方法 |
-
2022
- 2022-01-06 CN CN202210009442.7A patent/CN114283668B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102305702A (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-04 | 浙江工业大学 | 摇板式规则波和不规则波造波机 |
| CN202117023U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-18 | 浙江工业大学 | 摇板式规则波和不规则波造波机 |
| CN103192951A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-07-10 | 国家海洋技术中心 | 水翼前向推进效率实验装置 |
| CN204373881U (zh) * | 2014-12-29 | 2015-06-03 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种推板式规则波和不规则波简易造波机 |
| CN105510556A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-04-20 | 中国地质大学（武汉） | 滑坡模型试验用装置及方法 |
| CN106405051A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-15 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 旱涝急转下水库坝坡模拟试验装置及试验方法 |
| CN107421716A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-12-01 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 水位变化下的波浪物理模型试验无间断造波装置及方法 |
| CN108760609A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-06 | 青岛理工大学 | 一种实现多物理场耦合的环境模拟试验系统 |
| CN109283320A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-29 | 南昌工程学院 | 降雨与库水位耦合作用滑坡物理模拟试验装置 |
| US20190113496A1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-04-18 | Huiming Tang | Landslide experimental device and experimental method for simulating constant seepage flow |
| CN110160748A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-23 | 天津大学 | 可拆装式吸盘摇板造波机 |
| CN111983185A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-24 | 河海大学 | 一种地震与降雨耦合作用下库岸水位变化及坡角可变滑坡模型试验装置及方法 |
| CN111948241A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 西南大学 | 一种库区消落带劣化模拟系统 |
| CN214469465U (zh) * | 2020-12-30 | 2021-10-22 | 南京金陵鸿博环境科技发展有限公司 | 自调节冷凝热负荷的全封涡旋风冷型节能型冷凝机组 |
| CN112858017A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 西安科技大学 | 一种综合模拟动态承压浸泡与冻融环境的试验装置及试验方法 |
| CN113552327A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-26 | 中国矿业大学 | 一种复合式水库滑坡与锚固结构模型试验装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114283668B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101788552B (zh) | 土壤冻融过程中污染物迁移转化的模拟装置及方法 | |
| CN104597222B (zh) | 具有补水功能和冻胀测试功能的大型冻土模型试验系统 | |
| CN108760609B (zh) | 一种实现多物理场耦合的环境模拟试验系统 | |
| CN102864793B (zh) | 一种模拟多年冻土区水井保温或加热的试验装置 | |
| CN108457274B (zh) | 一种未拆除木模板泵站流道混凝土的保湿喷淋养护智能化方法 | |
| CN112946011B (zh) | 一种模拟双向冻结的土体有压补水冻融装置 | |
| CN102721117A (zh) | 可变送风露点温度控制的水电站专用空调机和除湿机及控制方法 | |
| CN109440837B (zh) | 一种可模拟干湿循环及地下水共同作用的挡土墙模型试验装置及方法 | |
| CN103471983A (zh) | 人工环境中模拟海洋潮汐作用的耐久性试验装置 | |
| CN110904782A (zh) | 一种大型人工室内冰场及其施工方法 | |
| CN110118666B (zh) | 一种环保型寒区隧道冻害仿真室内实验系统的实验方法 | |
| CN107584644B (zh) | 温湿风耦合作用复杂环境混凝土保湿喷淋养护自动化方法 | |
| CN109024605B (zh) | 网格化混凝土大坝温控系统 | |
| CN115308022A (zh) | 一种地铁联络通道冻结模拟试验系统 | |
| CN114283668B (zh) | 一种寒区水库试验系统 | |
| CN214585026U (zh) | 一种便携式多功能小型冻结模拟试验系统 | |
| CN109540463B (zh) | 长距离引水渠道循环水流冻结模型试验装置及试验方法 | |
| CN115901585A (zh) | 一种基于气候变化模拟的特殊土研究装置 | |
| CN115754242A (zh) | 一种岩溶洼地建库地下水气作用相似模拟试验装置及方法 | |
| CN205332317U (zh) | 一种利用谷电和地下蓄水池的节能环保供暖系统 | |
| CN114894455A (zh) | 冻土区腐蚀管道安全性研究及地基塌陷的模拟试验装置 | |
| CN104199804A (zh) | 高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法 | |
| CN108519477B (zh) | 一种季节性冻土地区路基模型试验系统 | |
| CN105485749A (zh) | 一种利用谷电和地下蓄水池的节能环保供暖系统 | |
| JPH0612208B2 (ja) | 氷塊製造システム |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |