CN115575202B - 一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置及其使用方法。该装置包括透明土模型槽和隔板。所述透明土模型槽为上端敞口且内中空的矩形箱体。所述透明土模型槽具有槽底和周壁。若干隔板间隔布置在透明土模型槽的内腔中。示踪粒子腔室中布撒有示踪粒子。透明土腔室中布撒有透明土颗粒。透明土制配方法包括布置隔板、倾倒矿物油、布撒示踪粒子、布撒透明土颗粒和取出隔板等步骤。该装置制作简单、成本低廉、操作方便，在特定观测面处添加示踪粒子，避免了示踪粒子与透明土体不必要的均匀混合导致土体透明度的下降，可有效提高散斑场质量，增大透明土模型试验土体尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及透明土模型试验技术领域，特别涉及一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置及其使用方法。
背景技术
透明土模型试验中，透明土的制配是至关重要的一环，透明土的制配的好坏直接影响试验的成败。
光学非接触测量技术突破传统单点测量限制，可瞬时无接触测量流场中一个截面的速度分布。由于透明度的限制，土体厚度不能过大，导致试验模型较小。在土体中添加示踪粒子，可以使得激光照射得到的散斑场更加清晰，从而增大试验模型土体尺寸。但由于示踪粒子和土体折射率通常情况下都不一致，示踪粒子添加过多也会导致透明土透明度的下降。
因此，为了在尽量不改变土体透明度的条件下，增大模型土体尺寸，亟需开发一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置及其使用方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置，包括透明土模型槽和隔板。
所述透明土模型槽为上端敞口且内中空的矩形箱体。所述透明土模型槽具有槽底和4侧周壁。
所述隔板为上下端敞口且内中空的矩形管片。若干隔板间隔布置在透明土模型槽的内腔中。所述隔板的上端伸出透明土模型槽的上端敞口，下端贴合槽底。所述隔板的下端敞口被槽底封堵，隔板的内腔形成示踪粒子腔室。所述示踪粒子腔室中布撒有示踪粒子。所述隔板的外壁与周壁之间存在间隙。所述隔板的外壁、槽底和4侧周壁合围出透明土腔室。所述透明土腔室中布撒有透明土颗粒。
进一步，所述透明土模型槽和隔板均采用无色透明亚克力板制成。
进一步，所述示踪粒子为实心玻璃微珠。
本发明还公开一种根据上述装置的透明土制配方法，包括以下步骤：
1)根据观测切面数量和位置，布置隔板。
2)将混合好的矿物油倒入透明土模型槽中。
3)在示踪粒子腔室中布撒示踪粒子。在透明土腔室中布撒透明土颗粒，并搅拌透明土颗粒与矿物油混合均匀。
4)取出隔板，透明土与示踪粒子自然贴合形成整体。
进一步，步骤3)中，采用漏斗布撒示踪粒子和透明土颗粒。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：装置制作简单、成本低廉、操作方便，在特定观测面处添加示踪粒子，避免了示踪粒子与透明土体不必要的均匀混合导致土体透明度的下降，可有效提高散斑场质量，增大透明土模型试验土体尺寸。
附图说明
图1为分层添加示踪粒子的透明土制配装置总体结构示意图；
图2为分层添加示踪粒子的透明土制配装置俯视图；
图3为隔板结构示意图。
图中：透明土模型槽1、隔板2、示踪粒子腔室3、透明土腔室4。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本发明公开一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置，包括透明土模型槽1和隔板2。
所述透明土模型槽1为上端敞口且内中空的矩形箱体。所述透明土模型槽1具有槽底101和4侧周壁102。
所述隔板2为上下端敞口且内中空的矩形管片。若干隔板2间隔布置在透明土模型槽1的内腔中。所述隔板2的上端伸出透明土模型槽1的上端敞口，下端贴合槽底101。所述隔板2的下端敞口被槽底101封堵，隔板2的内腔形成示踪粒子腔室3。所述示踪粒子腔室3中布撒有示踪粒子。所述示踪粒子为实心玻璃微珠。所述隔板2的外壁与周壁102之间存在间隙。所述隔板2的外壁、槽底101和4侧周壁102合围出透明土腔室4。所述透明土腔室4中布撒有透明土颗粒。
所述透明土模型槽1和隔板2均采用无色透明亚克力板制成。
实施例2：
本实施例提供一种根据实施例1所述装置的透明土制配方法，包括以下步骤：
1)根据观测切面数量和位置，布置隔板2。
2)将混合好的矿物油倒入透明土模型槽1中，使其填满示踪粒子腔室3和透明土腔室4。
3)在示踪粒子腔室3中布撒示踪粒子。在透明土腔室4中布撒透明土颗粒，并搅拌透明土颗粒与矿物油混合均匀。在本实施例中，采用漏斗布撒示踪粒子和透明土颗粒。
4)取出隔板2，透明土与示踪粒子自然贴合形成整体，由于示踪粒子为与透明砂土颗粒相似的实心玻璃珠，能跟随土体运动，且一般为圆球形状，散光性比透明砂土颗粒更好。
本实施例通过在透明土模型所要观测的切面位置处设置隔板2，将示踪粒子布撒于隔板2内，而透明土位于隔板2外，待布撒完成后取出隔板2，使示踪粒子和透明土融为一体。
Claims (5)
1.一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置，其特征在于：包括透明土模型槽(1)和隔板(2)；
所述透明土模型槽(1)为上端敞口且内中空的矩形箱体；所述透明土模型槽(1)具有槽底(101)和4侧周壁(102)；
所述隔板(2)为上下端敞口且内中空的矩形管片；若干隔板(2)间隔布置在透明土模型槽(1)的内腔中；所述隔板(2)的上端伸出透明土模型槽(1)的上端敞口，下端贴合槽底(101)；所述隔板(2)的下端敞口被槽底(101)封堵，隔板(2)的内腔形成示踪粒子腔室(3)；所述示踪粒子腔室(3)中布撒有示踪粒子；所述隔板(2)的外壁与周壁(102)之间存在间隙；所述隔板(2)的外壁、槽底(101)和4侧周壁(102)合围出透明土腔室(4)；所述透明土腔室(4)中布撒有透明土颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置，其特征在于：所述透明土模型槽(1)和隔板(2)均采用无色透明亚克力板制成。
3.根据权利要求1所述的一种分层添加示踪粒子的透明土制配装置，其特征在于：所述示踪粒子为实心玻璃微珠。
4.一种根据权利要求1所述装置的透明土制配方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据观测切面数量和位置，布置隔板(2)；
2)将混合好的矿物油倒入透明土模型槽(1)中；
3)在示踪粒子腔室(3)中布撒示踪粒子；在透明土腔室(4)中布撒透明土颗粒，并搅拌透明土颗粒与矿物油混合均匀；
4)取出隔板(2)，透明土与示踪粒子自然贴合形成整体。
5.根据权利要求4所述的透明土制配方法，其特征在于：步骤3)中，采用漏斗布撒示踪粒子和透明土颗粒。
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