CN117110585A - 模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备和方法，模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备包括：基座；模型箱支架；模型箱，填充模型箱的试验土体配比材料，模型箱的围板设有排水导口，排水导口覆盖有渗水孔板，渗水孔板外表面止挡有挡水板，模型箱的底板形成有缝隙，模型箱的底板包括固定板和调节板；降雨模拟装置，降雨模拟装置包括喷头和降雨控制装置；根系模型固定支架，根系模型固定支架设有固定环，固定环套设在根系模型上；监测装置，监测装置用于监测试验土体配比材料。根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及地质工程技术领域，具体而言，涉及一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备和方法。
背景技术
地裂缝是一种内部和外部地质动力过程所引起的浅表部破裂，在具有隐伏裂隙或渗流通道的地质背景下，强降雨频发区域会加速地裂缝的发育速度，造成巨大的经济损失的同时严重制约土体开发利用与城市发展建设。
对于地裂缝成因的研究方法主要包括野外调查、数值模拟、原位试验和物理模型模拟等方式。野外调查无法直接再现裂缝的发育过程，不具有直观性，主要为定性分析，无法做到定量化。数值模拟虽然具有直观性和可再现性，但一定程度简化了真实的地质条件，在复杂地质情况下计算结果可能不收敛。原位试验对场地等实际条件有较高要求，重复性弱、成本过高。物理模型试验的直观性和可再现性好、结果更加准确真实，而且成本易于控制，是模拟灾害破坏过程和揭示致灾机理的重要手段。
相关技术中的地裂缝成因模型试验设备，试验构造因素单一，难以分析多因素耦合致灾过程。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，该模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
本发明还提出一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，所述模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备包括：基座；模型箱支架，所述模型箱支架设在所述基座上；模型箱，所述模型箱设在所述模型箱支架上，所述模型箱的底板与所述基座间隔开，所述模型箱的上表面敞开，所述模型箱内适于填充试验土体配比材料，所述模型箱的围板上设有排水导口，所述排水导口覆盖有渗水孔板，所述渗水孔板的外表面止挡有可升降的挡水板，所述模型箱的底板上形成有缝隙，所述模型箱的底板包括固定板和可水平移动且可更换的调节板，所述固定板和所述调节板间隔设置以使所述缝隙由所述固定板和所述调节板共同限定出或所述固定板和所述调节板相连且所述缝隙形成在所述调节板上；降雨模拟装置，所述降雨模拟装置包括喷头和降雨控制装置，所述喷头设在所述模型箱上方，所述喷头通过所述降雨控制装置与供水水源连通；根系模型固定支架，所述根系模型固定支架可沿所述模型箱的长度方向移动地设在所述基座上，所述根系模型固定支架上设有可沿所述模型箱宽度方向移动且可升降的固定环，所述固定环适于套设在根系模型上；监测装置，所述监测装置用于监测所述模型箱内的所述试验土体配比材料且至少包括水分计、孔隙水压计、位移计、土体应力监测装置、土体应变监测装置、表面光学监测装置中的一种或几种。
根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
另外，根据本发明上述实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述根系模型固定支架的下端设有滚轮，所述根系模型固定支架通过所述滚轮可滑动地设在所述基座上。
根据本发明的一个实施例，所述固定环通过伸缩管与所述根系模型固定支架相连，所述伸缩管的上端设有滑块，所述根系模型固定支架上设有滑轨，所述滑块可滑动地设在所述滑轨上。
根据本发明的一个实施例，所述模型箱为透明材料件。
根据本发明的一个实施例，所述供水水源为水箱，所述水箱设在所述基座上。
根据本发明的一个实施例，所述基座上设有适于收集所述排水导口和所述缝隙排出的水土混合物的沉淀池。
根据本发明的一个实施例，所述模型箱上还设有导水槽体，所述导水槽体适于将所述缝隙和所述排水导口排出的水土混合物导向所述沉淀池。
根据本发明的一个实施例，所述基座上还设有物料备置场。
根据本发明的一个实施例，所述缝隙的最大宽度小于等于10厘米。
根据本发明的第二方面的实施例提出一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法，采用包括根据本发明的第一方面的实施例所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，包括以下步骤：
根据需要模拟的地质条件确定所述缝隙的形状和尺寸，选择对应的所述调节板插入模型箱底部至对应的位置；
根据需要模拟的植被条件确定所述根系模型固定支架在所述模型箱长度方向的位置、所述固定环在所述模型箱宽度方向上的位置、所述固定环的位置高度并选择对应的所述根系模型安装在所述固定环上；
根据需要模拟的地质条件确定所述试验土体配比材料的组成与配比，将所述试验土体配比材料填充在所述模型箱内且在填充过程中安装所述监测装置；
根据需要模拟的水文地质条件调节所述挡水板的高度；
根据需要模拟的气象水文条件通过所述降雨控制装置调节降雨持续时间和降雨强度；
通过所述监测装置采集试验数据。
根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的一个视角的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的另一个视角的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的局部结构示意图；
图4是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的根系模型固定支架、固定环和伸缩管的局部结构示意图；
图5是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的模型箱的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备的渗水孔板和挡水板的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法的流程图。
附图标记：模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1、基座10、沉淀池11、物料备置场12、模型箱支架20、模型箱30、渗水孔板31、挡水板32、固定板33、调节板34、缝隙35、导水槽体36、喷头41、降雨控制装置42、水箱43、根系模型固定支架50、固定环51、伸缩管52、滚轮53、数据收集装置60。
具体实施方式
本申请是基于对以下事实和问题的发现和认识作出的：
相关技术中的地裂缝成因模型试验设备，试验构造因素单一，难以分析多因素耦合致灾过程。
具体而言，相关技术中的地裂缝成因模型试验设备，试验构造因素单一，例如仅研究断裂活动对地裂缝形成的影响，或仅研究降水对地裂缝形成的影响。
经过大量的研究发现，植物根系发达地区，植物根系的导渗作用会加快地裂缝的发育速度。因此，单独模拟降雨因素对地裂缝形成过程的影响具有局限性，难以模拟表水侵蚀与根系导渗耦合作用下地裂缝形成过程。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图描述根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1。
如图1-图7所示，根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1包括基座10、模型箱支架20、模型箱30、降雨模拟装置、根系模型固定支架50和监测装置。
具体而言，基座10可以为硬化地面，也可以为单独设置的基座。
模型箱支架20设在基座10上。
模型箱30设在模型箱支架20上，模型箱30的底板与基座10间隔开（上下方向如图中的箭头所示），模型箱30的上表面敞开，模型箱30内适于填充试验土体配比材料。
具体而言，“试验土体配比材料”是指构成试验用土体模型的材料，本领域的技术人员可以根据实际需要调整其组成和配比。
模型箱30的围板上设有排水导口，所述排水导口覆盖有渗水孔板31，渗水孔板31的外表面止挡有可升降的挡水板32，模型箱30的底板上形成有缝隙35，模型箱30的底板包括固定板33和可水平移动且可更换的调节板34。
其中，固定板33和调节板34间隔设置以使缝隙35由固定板33和调节板34共同限定出；或固定板33和调节板34相连且缝隙35形成在调节板34上。
具体而言，在试验仅需要长方形的缝隙35时，可以使固定板33和调节板34间隔设置，利用固定板33和调节板34之间的间隔形成缝隙35，并通过调节固定板33和调节板34之间的间距实现缝隙35宽度的调节。在试验需要折线形等特殊形状的缝隙35时，可以将特殊形状的缝隙35加工在调节板34上，再将调节板34与固定板33拼合连接，使固定板33和调节板34的边沿相连，利用调节板34单独形成缝隙35。举例而言，缝隙35的形状可以为圆形、矩形或折线形等。
所述降雨模拟装置包括喷头41和降雨控制装置42，喷头41设在模型箱30上方，喷头41通过降雨控制装置42与供水水源连通。
具体而言，降雨控制装置42至少可以控制喷头41的水流量和喷水时间。
根系模型固定支架50可沿模型箱30的长度方向移动地设在基座10上，根系模型固定支架50上设有可沿模型箱30宽度方向移动且可升降的固定环51，固定环51适于套设在根系模型上。
具体而言，“根系模型”为模仿植物根系制作的模型，可以有不同的尺寸和形态。模型箱30的长度方向和宽度方向均为水平方向。
所述监测装置用于监测所述模型箱内的所述试验土体配比材料且至少包括水分计、孔隙水压计、位移计、土体应力监测装置、土体应变监测装置、表面光学监测装置中的一种或几种。
具体而言，水分计、孔隙水压计、位移计、土体应力监测装置、土体应变监测装置可以埋设在所述试验土体配比材料内，表面光学监测装置可以设在模型箱30外。
根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1，通过设置模型箱支架20，使模型箱30的底板与基座10间隔开，可以便于模型箱30内的水通过渗水孔板31和缝隙35顺利排出。
通过设置渗水孔板31，可以利用渗水孔板31在阻挡所述试验土体配比材料的情况下实现排水，通过设置挡水板32，可以利用挡水板32的升降调节土体排水的高度，从而模拟土体的不同横向渗流高度，便于满足不同试验的不同需求。
通过设置固定板33和调节板34，可以利用调节板34的移动或更换调节板34实现缝隙35的形状和尺寸的调节，从而模拟不同的隐伏缝隙导致的竖向渗流，便于满足不同试验的不同需求。
通过设置可以利用喷头41喷水模拟降雨，利用降雨控制装置42的调节实现模拟降雨的强度和时间的调节。
通过设置根系模型固定支架50和固定环51，可以利用根系模型固定支架50和固定环51实现根系模型的固定和支撑，便于填充试验土体配比材料的过程中对根系模型进行定位，通过使根系模型固定支架50以及固定环51可移动，可以使固定环51实现水平方向和竖直方向上三个自由度的位置调节，从而便于将根系模型设置在不同位置，便于模拟不同位置的植物根系对地裂缝形成的影响。通过更换不同的根系模型可以便于模拟不同形态不同尺寸的植物根系对地裂缝形成的影响。
通过设置所述监测装置，可以利用所述监测装置监测所述模型箱内的所述试验土体配比材料，便于采集和记录试验数据。
也就是说，根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1，能够模拟降雨的表水侵蚀和植物根系的导渗作用对地裂缝形成的影响，便于模拟和分析多因素耦合致灾过程，而且可以实现根系位置、横向渗流高度、隐伏缝隙宽度和形状等因素的调节，相比相关技术中的试验设备，可针对的实验因素和功能更加丰富，能够便于满足不同试验的不同需求，适用性更强。
因此，根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1。
在本发明的一些具体实施例中，如图1-图7所示，根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1包括基座10、模型箱支架20、模型箱30、降雨模拟装置、根系模型固定支架50和监测装置。
具体地，如图1和图2所示，根系模型固定支架50的下端设有滚轮53，根系模型固定支架50通过滚轮53可滑动地设在基座10上。这样可以减小根系模型固定支架50移动时的阻力，便于根系模型固定支架50的移动，从而便于固定环51在模型箱30长度方向上的位置的调节。
更为具体地，如图1、图2和图4所示，固定环51通过伸缩管52与根系模型固定支架50相连，伸缩管52的上端设有滑块，根系模型固定支架50上设有滑轨，所述滑块可滑动地设在所述滑轨上。这样可以通过伸缩管52的伸缩实现固定环51位置高度的调节，通过所述滑块在所述滑轨上的移动实现固定环51在模型箱30宽度方向上的位置调节。
有利地，模型箱30为透明材料件。具体而言，模型箱30为全透光玻璃材料件。这样可以便于观察和监测模型箱30内的所述试验土体配比材料。
可选地，如图1和图2所示，所述供水水源为水箱43，水箱43设在基座10上。这样可以利用水箱43进行储水，便于保证喷头41的稳定供水。
图1-图3示出了根据本发明一些示例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1。如图1-图3所示，基座10上设有适于收集所述排水导口和缝隙35排出的水土混合物的沉淀池11。这样可以便于对试验过程中排出的水土混合物进行收集和存储，一方面可以避免排水随意流动干扰试验过程，另一方面可以对排出的水土混合物进行回收利用，防止水资源浪费。
有利地，如图1-图3所示，模型箱30上还设有导水槽体36，导水槽体36适于将缝隙35和所述排水导口排出的水土混合物导向沉淀池11。具体而言，缝隙35和所述排水导口在水平面的投影均位于导水槽体36内。导水槽体36具有上层流道和下层流道，上层流道连通排水导口和沉淀池11，下层流道连通缝隙35和沉淀池11。这样可以利用导水槽体36对排出的水土混合物进行收集和引导，以便于排水汇入沉淀池11。
更为有利地，如图1和图2所示，基座10上还设有物料备置场12。这样可以利用物料备置场12堆放模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1所用的物料，例如可以用于堆放模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1的零部件以及试验土体配比材料等。
可选地，缝隙35的最大宽度小于等于10厘米。这里需要理解的是，在缝隙35为特殊形状时，其最大宽度依然小于等于10厘米。这样可以便于模拟自然的隐伏缝隙，避免缝隙35过宽而导致试验土体配比材料直接从缝隙35以非自然的方式漏出，保证试验结果更加真实可靠。
具体而言，所述监测装置与数据收集装置60通讯以将监测数据进行收集。
降雨控制装置42可以包括水泵和控制水泵的控制装置，以通过控制水泵流量实现降雨时间和降雨强度的调节。
所述土中应力监测装置采用压阻式微型土压力计、土中应变监测装置采用布里渊光频域光纤应变监测系统，所述表面光学监测装置包括数字散斑监测装置、激光扫描监测装置、粒子图像测速装置和高速摄像机。
下面描述根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法。根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法采用根据本发明上述实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1，包括以下步骤：
根据需要模拟的地质条件确定所述缝隙的形状和尺寸，选择对应的所述调节板插入模型箱底部至对应的位置；
根据需要模拟的植被条件确定所述根系模型固定支架在所述模型箱长度方向的位置、所述固定环在所述模型箱宽度方向上的位置、所述固定环的位置高度并选择对应的所述根系模型安装在所述固定环上；
根据需要模拟的地质条件确定所述试验土体配比材料的组成与配比，将所述试验土体配比材料填充在所述模型箱内且在填充过程中安装所述监测装置；
根据需要模拟的水文地质条件调节所述挡水板的高度；
根据需要模拟的气象水文条件通过所述降雨控制装置调节降雨持续时间和降雨强度；
通过所述监测装置采集试验数据。
根据需要模拟的地质条件确定所述缝隙的形状和尺寸，选择对应的所述调节板插入模型箱底部至对应的位置；
根据需要模拟的植被条件确定所述根系模型固定支架在所述模型箱长度方向的位置、所述固定环在所述模型箱宽度方向上的位置、所述固定环的位置高度并选择对应的所述根系模型安装在所述固定环上；
根据需要模拟的地质条件确定所述试验土体配比材料的组成与配比，将所述试验土体配比材料填充在所述模型箱内且在填充过程中安装所述监测装置；
根据需要模拟的水文地质条件调节所述挡水板的高度；
根据需要模拟的气象水文条件通过所述降雨控制装置调节降雨持续时间和降雨强度；
通过所述监测装置采集试验数据。
根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法，通过利用根据本发明上述实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1，能够模拟多因素耦合致灾过程，具有功能丰富、适用性强等优点。
具体而言，根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法，通过调整底部固定板和调节板的位置或更换调节板控制竖向渗流调整，通过调整挡水板上下位置实现横向渗流调整。通过更换植物模型可以实现主根系与须根系两种工况的模拟，考虑了根系对促进裂缝形成的作用，同时通过固定环的移动实现了根系数量与空间位置可控。通过调整调节板位置或更换具有不同缝隙的调节板实现对底部隐伏裂缝宽度与形态的可控。
根据本发明实施例的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，包括：
基座；
模型箱支架，所述模型箱支架设在所述基座上；
模型箱，所述模型箱设在所述模型箱支架上，所述模型箱的底板与所述基座间隔开，所述模型箱的上表面敞开，所述模型箱内适于填充试验土体配比材料，所述模型箱的围板上设有排水导口，所述排水导口覆盖有渗水孔板，所述渗水孔板的外表面止挡有可升降的挡水板，所述模型箱的底板上形成有缝隙，所述模型箱的底板包括固定板和可水平移动且可更换的调节板，所述固定板和所述调节板间隔设置以使所述缝隙由所述固定板和所述调节板共同限定出或所述固定板和所述调节板相连且所述缝隙形成在所述调节板上；
降雨模拟装置，所述降雨模拟装置包括喷头和降雨控制装置，所述喷头设在所述模型箱上方，所述喷头通过所述降雨控制装置与供水水源连通；
根系模型固定支架，所述根系模型固定支架可沿所述模型箱的长度方向移动地设在所述基座上，所述根系模型固定支架上设有可沿所述模型箱宽度方向移动且可升降的固定环，所述固定环适于套设在根系模型上；
监测装置，所述监测装置用于监测所述模型箱内的所述试验土体配比材料且至少包括水分计、孔隙水压计、位移计、土体应力监测装置、土体应变监测装置、表面光学监测装置中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述根系模型固定支架的下端设有滚轮，所述根系模型固定支架通过所述滚轮可滑动地设在所述基座上。
3.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述固定环通过伸缩管与所述根系模型固定支架相连，所述伸缩管的上端设有滑块，所述根系模型固定支架上设有滑轨，所述滑块可滑动地设在所述滑轨上。
4.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述模型箱为透明材料件。
5.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述供水水源为水箱，所述水箱设在所述基座上。
6.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述基座上设有适于收集所述排水导口和所述缝隙排出的水土混合物的沉淀池。
7.根据权利要求6所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述模型箱上还设有导水槽体，所述导水槽体适于将所述缝隙和所述排水导口排出的水土混合物导向所述沉淀池。
8.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述基座上还设有物料备置场。
9.根据权利要求1所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，其特征在于，所述缝隙的最大宽度小于等于10厘米。
10.一种模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验方法，其特征在于，采用根据权利要求1-9中任一项所述的模拟表水侵蚀与根系导渗作用促裂成缝的试验设备，包括以下步骤：
根据需要模拟的地质条件确定所述缝隙的形状和尺寸，选择对应的所述调节板插入模型箱底部至对应的位置；
根据需要模拟的植被条件确定所述根系模型固定支架在所述模型箱长度方向的位置、所述固定环在所述模型箱宽度方向上的位置、所述固定环的位置高度并选择对应的所述根系模型安装在所述固定环上；
根据需要模拟的地质条件确定所述试验土体配比材料的组成与配比，将所述试验土体配比材料填充在所述模型箱内且在填充过程中安装所述监测装置；
根据需要模拟的水文地质条件调节所述挡水板的高度；
根据需要模拟的气象水文条件通过所述降雨控制装置调节降雨持续时间和降雨强度；
通过所述监测装置采集试验数据。
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