CN117929184A - 一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备及试验方法，属于混凝土抗冲磨性能检测技术领域，该试验设备包括机架、冲蚀箱和河道箱，所述机架上设置有冲蚀系统，冲蚀系统包括输送组件和搅拌件，所述输送组件用于将所述河道箱中的泥沙浆输送至所述冲蚀箱内并对所述冲蚀箱内的试块进行冲蚀，所述搅拌件用于对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，所述冲蚀箱内设置有固定组件。能够模拟在高流速、高泥沙水体冲蚀下对水工混凝土的影响，通过设置冲蚀系统能够对泥沙浆进行输送的同时并利用冲蚀箱内的泥沙浆对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，克服重复加沙、沙粒密度不均匀、冲蚀流量较小、泥沙含量低问题。

Description

一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备及试验方法

技术领域

本发明涉及一种试验设备，特别是涉及一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备及试验方法，属于混凝土抗冲磨性能检测技术领域。

背景技术

黄河内蒙古河段属于沙漠宽谷河段，在此区域有大量泥沙进入黄河。为了缓解黄河内蒙古段凌汛压力，对河套灌区河道进行输水作业，大量泥沙混合物经过河套灌区干渠和支渠汇入乌梁素海，每年风沙从库布齐沙漠进入十大孔兑的泥沙量是0.1589亿t，这些泥沙再以洪水挟沙方式向黄河输送0.2381亿t，且输送沙量随年代递增，同时乌兰布和沙漠由风沙流带入黄河0.177亿t泥沙量。这些进入黄河的泥沙中63%以上的泥沙粒径大于0.1 mm。大部分区域在汛期汇流渠道水流会达到 40m/s 级的高流速。伴随着的是渠道流体中存在黄河水带入的泥沙含量大、流速快的特点使得目前正处于服役期的渠道建筑物损伤明显，尤其是输水干渠在经受高泥沙冰水混合流体的冲击、冻结及磨损作用后，渠系水工建筑物损伤现象明显。由于泥沙颗粒的冲蚀，且流速较高的特点。因此，高流速的水体伴随着泥沙颗粒对其结构外表面冲蚀破坏更加严重，研究水流泥沙耦合作用下对水工混凝土的影响具有实际意义。

如公告号为CN107144484A的中国发明专利公开了一种测定在含砂水流下混凝土许可不冲刷流速的试验装置，包括高压射流装置、加砂装置、安装在喷枪固定装置上的喷枪、试件支架，所述的高压射流装置通过高压水管连接喷枪，用于制造高速水流；所述的加砂装置通过进砂管连接喷枪，用于向高速水流中掺入磨料砂，形成高速含砂水流；所述试件支架与喷枪相对设置，用于固定混凝土试件。本发明还公开了一种在含砂水流下混凝土许可不冲刷流速的试验方法。本发明通过调整水压检测含砂水流下混凝土的许可不冲刷流速，方便对抗冲磨材料的许可不冲刷流速进行检测，研究各类型混凝土的抗冲磨性能。

上述方案在实际使用时存在以下的不足之处：

该方案采用了高速水流与砂混合后射出获得高速含砂水流，模拟高水头的水工建筑物混凝土的实际受冲磨情况，都采用了水砂分离的方式，操作较为复杂需要不断加砂。并且加砂过程会导致下方颗粒小，上方颗粒大这种不均匀现象使得试验不能接近实际环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备及试验方法，该试验设备能够模拟在高流速、高泥沙水体冲蚀下对水工混凝土的影响，通过设置冲蚀系统能够对泥沙浆进行输送的同时并利用冲蚀箱内的泥沙浆对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，克服重复加沙、沙粒密度不均匀、冲蚀流量较小、泥沙含量低问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

相较于现有技术，本发明提供的设计一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，包括机架、冲蚀箱和河道箱，所述机架上设置有冲蚀系统，冲蚀系统包括输送组件和搅拌件，所述输送组件用于将所述河道箱中的泥沙浆输送至所述冲蚀箱内并对所述冲蚀箱内的试块进行冲蚀，所述搅拌件用于对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，所述冲蚀箱内设置有用于对试块高度以及角度进行调节的固定组件；所述输送组件包括泥沙泵、位于机架上表面的电磁流速计以及能够进行角度调节的旋转冲头，所述泥沙泵与电磁流速计之间通过管道相连通，所述电磁流速计的出液口与旋转冲头之间通过出液管相连接。

进一步的，所述泥沙泵包括壳体，所述壳体内具有定子和转子，转子的输出轴连接有传动轴，所述传动轴上依次设置有刀盘和刀头，所述刀头的数量为两个。

进一步的，所述固定组件包括安装台，所述安装台与冲蚀箱内壁的底部滑动连接，所述安装台上设置有用于对安装台位置进行限定的锁紧螺栓，所述安装台上方设置试块夹以及对试块夹进行高度以及角度调节的连接件，所述试块夹内设置有多个夹头，所述试块夹的底部螺纹连接有多个调节螺栓，且调节螺栓的顶端分别与夹头转动连接。

进一步的，所述连接件包括试块固定架，所述试块固定架上套接有升降衬套，所述升降衬套的一侧螺纹连接有螺栓，所述升降衬套的前侧设置有连接板，所述连接板通过转轴转动连接有调节座，且调节座与试块夹相连接，所述连接板的两侧开设有弧形槽，所述调节座上设置有螺杆，所述螺杆的两端分别穿过弧形槽并螺纹连接有锁紧螺母。

进一步的，所述冲蚀箱的底部开设有两个通孔，其中一个所述通孔的内壁连接有排水冷却管，所述排水冷却管的出水口位于泥沙泵的正上方，所述搅拌件与另一个通孔相连通，所述搅拌件包括排水管和传动件，所述排水管的出水侧设置有可转动的连接头，所述连接头上设置有多个弯管，所述弯管的端部设置有出液喷管，通过所述传动件用于驱动出液喷管、弯管和连接头进行往复运动。

进一步的，所述传动件包括连接管，所述连接管的底端设置有传动箱，所述传动箱内设置有驱动轴，所述驱动轴上设置有多个驱动叶，所述传动箱的底部与排水管相连通，所述驱动轴的一端延伸出传动箱并连接有往复丝杆，所述往复丝杆上螺纹连接有驱动座，所述河道箱内壁的底部设置有多个导流座，所述导流座的腰部开设有凹槽。

进一步的，所述驱动座包括两个承载臂以及设置于两个承载臂底端的安装板，所述安装板用于带动连接头和部分排水管移动，所述承载臂包括移动块，所述移动块的底部设置有连杆，所述连杆上套接有连接臂，所述连接臂内设置有空腔，所述连杆与连接臂空腔内壁的顶部之间设置有弹簧。

进一步的，所述出液管包括螺旋管和搅拌头，所述搅拌头的出液口与螺旋管的进液端相连接，所述搅拌头包括搅拌头壳体和锥台管道，锥台管道设置于搅拌头壳体内并通过支撑块固定。

进一步的，所述冲蚀箱的顶部滑动连接有挡板，所述挡板的上下两侧均设置有限位框，所述限位框与挡板的相抵侧设置有密封垫。

一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备的试验方法，具体步骤包括：

S1、取在标准养护下养护的试块，对其表面进行拍照P1、测量饱和面干质量M1、超景深三维扫描C1，然后将试块固定于固定组件上，并将试块调节到所需的位置；

S2、直接取需要模拟河道处的河道水体放入河道箱中，或将根据所模拟河道的河沙粒径以及数量信息在河道箱中配置相同泥沙密度的泥沙浆；

S3、调节旋转冲头的方向，打开控制器启动泥沙泵，使泥沙浆通过旋转冲头喷在试块上，同时在搅拌件的作用下对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，保持泥沙浆的均匀性；

S4、通过控制器调节不同速度的水流对试块的冲蚀，调节的同时观察电磁流量计读数S并记录并控制冲蚀时间；

S5、完成实验后关闭各开关，然后取出试块并清理设备；

S6、对试验后的试块表面进行拍照P2、测量饱和面干质量M2、超景深三维扫描C2，对比前后试验照片及超景深扫描图片，观察在冲蚀过程中混凝土的表面磨损特征，计算质量损失率△W=（M1－M2）/M1×100%，得到试验结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过设置冲蚀系统能够对泥沙浆进行输送的同时并利用冲蚀箱内的泥沙浆对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，克服重复加沙、沙粒密度不均匀、冲蚀流量较小、泥沙含量低问题；

通过采用改进后的泥沙泵，提高对泥沙的搅拌和泵送能力，防止大颗粒卡在刀盘口处影响泥沙流动速度，能够针对性的对河流泥沙起到更好的泵送效果；

通过采用固定组件，能够方便的调整冲切面，满足边长大小在70-150mm的试验试块，冲蚀角度也可以在0-180°调节，而且本设备制作成本低，结构简单的同时适用性强，能实现更高水体、更大沙粒含量的冲蚀，弥补了自制冲蚀试验装置的空缺，可以预估水工混凝土的寿命及探究冲蚀机理，对研究水体泥沙混合对水工混凝土冲蚀具有实际意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明的整体结构剖视图；

图3为本发明的河道箱内部结构立体图；

图4为本发明的驱动座的结构拆分图；

图5为本发明的传动箱处的结构拆分图；

图6为本发明的固定组件的结构立体图；

图7为本发明的连接件的结构立体图；

图8为本发明的挡板处结构拆分图；

图9为本发明的泥沙泵的结构拆分图；

图10为本发明的出液管和旋转冲头结构立体图；

图11为本发明的搅拌头结构剖视图。

图中：1、机架；2、冲蚀箱；3、河道箱；4、电磁流速计；5、泥沙泵；501、壳体；502、刀盘；503、刀头；504、传动轴；6、出液管；601、螺旋管；602、搅拌头壳体；603、锥台管道；604、支撑块；7、旋转冲头；8、试块夹；9、夹头；10、调节螺栓；11、安装台；12、锁紧螺栓；13、试块固定架；14、升降衬套；15、螺栓；16、连接板；17、调节座；18、弧形槽；19、螺杆；20、锁紧螺母；21、挡板；22、限位框；23、密封垫；24、排水冷却管；25、连接管；26、传动箱；27、驱动轴；28、驱动叶；29、往复丝杆；30、导向杆；31、移动块；32、连杆；33、连接臂；34、弹簧；35、安装板；36、排水管；37、连接头；38、弯管；39、出液喷管；40、导流座；41、凹槽；42、控制器。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：

一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，包括机架1、冲蚀箱2和河道箱3，机架1的底部设置有多个万向轮，机架1包括上层和下层，其中，冲蚀箱2设置于上层，河道箱3设置于下层，河道箱3用于对泥沙的含量进行配置储存，机架1上的冲蚀系统用于将河道箱3中的泥沙浆输送至冲蚀箱2内，并对冲蚀箱2内位于固定组件上的试块进行冲蚀，当完成试验后，工作人员可以打开位于河道箱3底部的排水清理孔上的堵盖，对河道箱3内部的泥沙浆进行清理。

如图1和2所示，冲蚀系统包括输送组件和搅拌件，其中，输送组件包括位于河道箱3内的泥沙泵5、位于机架1上表面的电磁流速计4以及能够进行角度调节的旋转冲头7，泥沙泵5与电磁流速计4之间通过管道相连通，电磁流速计4的出液口与旋转冲头7之间通过出液管6相连接，电磁流速计4用于对泥沙浆的流速进行检测。在本实施例，旋转冲头7由可调节球形喷嘴和冲头构成，通过扳动冲头能够对泥沙浆的喷射角度进行调节，在可调节球形喷嘴自身摩擦力的作用下，能够避免在冲头对试块进行冲蚀时出现偏移的现象。

进一步的，如图9所示，为了避免泥沙泵5对泥沙浆进行输送过程中出现卡住的现象，对泥沙泵5做出改进，改进后的泥沙泵5包括壳体501，壳体501内具有定子和转子，转子的输出轴与传动轴504相连接，刀盘502和刀头503同轴设置，且与传动泥沙泵相比，刀头503的数量为两个，且与传统的刀头相比对，刀头503的面积增大的百分比为38%，提高对泥沙的搅拌和泵送能力，刀盘502的面积减小的百分比为40%，防止大颗粒卡在刀盘口处影响泥沙流动速度，在上述结构的配合下能够针对性的对河流泥沙起到更好的泵送效果。

如图10所示，出液管6由螺旋管601和搅拌头构成，在螺旋管601和搅拌头的配合下能够使泥沙浆产生旋转，满足高流速河道工况，如图11所示，搅拌头包括搅拌头壳体602和锥台管道603，锥台管道603设置于搅拌头壳体602内并通过支撑块604固定，当泥沙浆通过搅拌头壳体602进入至锥台管道603时，在锥台管道603内周面的导向下使得位于外周圈泥沙浆的输送方向发生改变，然后当泥沙浆流出锥台管道603后，在锥台管道603的出口处产生较急速的水流，同时由于边缘水流慢，水流差使得水体翻腾带动泥沙浆旋转，能够更真实的模拟高流速泥沙河道的冲蚀情况。

为了能够尽可能的模拟出混凝土在高流速、高泥沙水体冲蚀的环境，如图6所示，固定组件包括能够沿着冲蚀箱2内壁底部移动的安装台11，安装台11上设置有用于对安装台11位置进行限定的锁紧螺栓12，安装台11的上方设置有试块夹8以及对试块夹8进行高度以及角度调节的连接件，试块夹8内设置有多个夹头9，通过转动位于试块夹8底部的调节螺栓10，在螺纹的作用下，调节螺栓10分别推动夹头9移动，直至将试块夹紧。

如图7所示，连接件包括垂直设置于安装台11上的试块固定架13，试块固定架13上设置有能够上下移动的升降衬套14，升降衬套14一侧的螺栓15用于对升降衬套14的高度进行限制，升降衬套14的前侧设置有连接板16，连接板16通过转轴连接有调节座17，且调节座17与试块夹8相连接，为了能够实现对试块的倾斜角度进行调节，连接板16的两侧开设有弧形槽18，弧形槽18和转轴的中轴线相重合，调节座17上螺杆19的两端分别穿过弧形槽18并螺纹连接锁紧螺母20。在使用时，转动螺栓15使其与试块固定架13相分离，然后推动升降衬套14进行上下移动，反向转动螺栓15对升降衬套14的高度进行限定，然后转动锁紧螺母20使其与连接板16相分离，翻转调节座17使其以转轴的中轴线为圆心并在弧形槽18的导向下进行翻转，直至将试块翻转至所需的角度，反向转动锁紧螺母20使其对调节座17的角度进行限定，在上述结构的配合下能够方便的调整冲切面，满足边长大小在70-150mm的试验试块，冲蚀角度也可以在0-180°调节。

如图2所示，冲蚀箱2的底部开设有两个通孔，其中一个通孔的内壁连接有排水冷却管24，排水冷却管24的出水口位于泥沙泵5的正上方，进入至冲蚀箱2中的泥沙将一部分通过排水冷却管24落在泥沙泵5上用于对泥沙泵5进行冷却，另一部分的泥沙浆通过另一个通孔流出。

如图2-3所示，另一部分的泥沙浆能够通过搅拌件进入至河道箱3内，从而能够使泥沙浆形成循环，减少了其他设备重复加沙的过程，也使得试验步骤简单安全同时也更接近模拟的环境，其中搅拌件包括排水管36，排水管36的出水侧设置有可转动的连接头37，连接头37上设置有多个弯管38，且弯管38的出水侧呈倾斜向下设置，弯管38的出水端设置有出液喷管39，当泥沙浆通过出液喷管39喷出时，在反作用力的作用下能够使出液喷管39、弯管38和连接头37开始转动，旋转的出液喷管39和弯管38也能够对泥沙浆进行搅拌，为了进一步提升对泥沙浆的搅拌效果，搅拌件还包括传动件，通过传动件用于驱动出液喷管39、弯管38和连接头37进行往复运动。

传动件包括连接管25，连接管25的底端设置有传动箱26，传动箱26内设置有驱动轴27，驱动轴27上设置有多个驱动叶28，当泥沙浆通过连接管25进入至传动箱26时能够推动驱动叶28带动驱动轴27开始转动，驱动轴27的一端延伸出传动箱26并连接有往复丝杆29，往复丝杆29上螺纹连接有驱动座，河道箱3的内壁设置有导向杆30，导向杆30与驱动座相套接，导向杆30能够提升驱动座移动的稳定性。

驱动座包括两个承载臂以及设置于两个承载臂底端的安装板35，安装板35用于带动连接头37和部分排水管36移动，承载臂包括移动块31，移动块31的底部设置有连杆32，连杆32上套接有连接臂33，连接臂33内具有与连杆32相对应的空腔，空腔内设置有弹簧34用于对连接臂33施加向下的力，河道箱3内壁的底部设置有多个导流座40，导流座40的横截面呈山丘形结构，且导流座40的腰部开设有凹槽41。通过采用上述结构，通过出液喷管39喷出的泥沙浆撞击在导流座40上时所产生的反作用力，能够推动安装板35上移，随着安装板35的横向移动，安装板35能够随着泥沙浆和导流座40冲击位置形状的改变，并在弹簧34的弹性作用下，安装板35带动出液喷管39、弯管38和连接头37进行上下移动，进一步提升对泥沙浆的搅拌效果，使河道箱3中的泥沙浆保持均匀的状态，同时，当泥沙浆喷向凹槽41时，在凹槽41的导向下，泥沙浆能够形成回旋的流向，有利于泥沙浆的混合均匀。

为了能够使得通过出液喷管39具有足够的冲击力，与排水冷却管24相连通的通孔内径小于与连接管25相连通的通孔内径，同时，如图8所示，冲蚀箱2的顶部滑动连接有挡板21，挡板21的上下两侧均设置有限位框22，且限位框22与挡板21的相抵侧设置有密封垫23，在进行实验时，将挡板21插入冲蚀箱2中，在密封垫23的作用下能够实现对冲蚀箱2的简单密封，随着泥沙浆进入冲蚀箱2，一部分的空气优先通过两个通孔排出，当泥沙浆完全覆盖通孔后，随着泥沙浆的不断注入，冲蚀箱2内部的剩余的空气被压缩，为了能够保持压力平衡，冲蚀箱2内的泥沙浆在压力和重力的作用下分别注入排水冷却管24和连接管25，又由于与排水冷却管24相连通的通孔内径小于与连接管25相连通的通孔内径，且在泥沙泵5的作用下泥沙浆注入冲蚀箱2内的流量较大，因此能够使得出液喷管39具有足够的冲击力。

如图1所示，需要说明的是，机架1上还设置有控制器42，通过控制器42控制泥沙泵5以及控制泥沙泵5对泥沙浆的输送速度，在本实施例中，泥沙泵5为额定功率为15kw的三相电机泥沙泵，能实现水流0-30m/s、沙粒质量占水体15%的泥沙混合冲蚀试验，在电磁流速计4的配合下能够对泥沙浆的流速精准控制和调节。

一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验方法，包括：

S1、取在标准养护下养护的试块，对其表面进行拍照P1、测量饱和面干质量M1、超景深三维扫描C1，然后将试块固定于固定组件上，并将试块调节到所需的位置；

S2、直接取需要模拟河道处的河道水体放入河道箱3中，或将根据所模拟河道的河沙粒径以及数量信息在河道箱3中配置相同泥沙密度的泥沙浆；

S3、调节旋转冲头7的方向，打开控制器42启动泥沙泵5，使泥沙浆通过旋转冲头7喷在试块上，同时在搅拌件的作用下对河道箱3中的泥沙浆进行搅拌，保持泥沙浆的均匀性；

S4、通过控制器42调节不同速度的水流对试块的冲蚀，调节的同时观察电磁流量计读数S并记录并控制冲蚀时间；

S5、完成实验后关闭各开关，然后取出试块并清理设备；

S6、对试验后的试块表面进行拍照P2、测量饱和面干质量M2、超景深三维扫描C2，对比前后试验照片及超景深扫描图片，观察在冲蚀过程中混凝土的表面磨损特征，计算质量损失率△W=（M1－M2）/M1×100%，得到试验结果。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，包括机架、冲蚀箱和河道箱，其特征在于，包括机架以及呈上下设置的冲蚀箱和河道箱，所述机架上设置有冲蚀系统，冲蚀系统包括输送组件和搅拌件，所述输送组件用于将所述河道箱中的泥沙浆输送至所述冲蚀箱内并对所述冲蚀箱内的试块进行冲蚀，所述搅拌件用于对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，所述冲蚀箱内设置有用于对试块高度以及角度进行调节的固定组件；

所述输送组件包括泥沙泵、位于机架上表面的电磁流速计以及能够进行角度调节的旋转冲头，所述泥沙泵与电磁流速计之间通过管道相连通，所述电磁流速计的出液口与旋转冲头之间通过出液管相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述泥沙泵包括壳体，所述壳体内具有定子和转子，转子的输出轴连接有传动轴，所述传动轴上依次设置有刀盘和刀头，所述刀头的数量为两个。

3.根据权利要求1所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述固定组件包括安装台，所述安装台与冲蚀箱内壁的底部滑动连接，所述安装台上设置有用于对安装台位置进行限定的锁紧螺栓，所述安装台上方设置试块夹以及对试块夹进行高度以及角度调节的连接件，所述试块夹内设置有多个夹头，所述试块夹的底部螺纹连接有多个调节螺栓，且调节螺栓的顶端分别与夹头转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述连接件包括试块固定架，所述试块固定架上套接有升降衬套，所述升降衬套的一侧螺纹连接有螺栓，所述升降衬套的前侧设置有连接板，所述连接板通过转轴转动连接有调节座，且调节座与试块夹相连接，所述连接板的两侧开设有弧形槽，所述调节座上设置有螺杆，所述螺杆的两端分别穿过弧形槽并螺纹连接有锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述冲蚀箱的底部开设有两个通孔，其中一个所述通孔的内壁连接有排水冷却管，所述排水冷却管的出水口位于泥沙泵的正上方，所述搅拌件与另一个通孔相连通，所述搅拌件包括排水管和传动件，所述排水管的出水侧设置有可转动的连接头，所述连接头上设置有多个弯管，所述弯管的端部设置有出液喷管，通过所述传动件用于驱动出液喷管、弯管和连接头进行往复运动。

6.根据权利要求5所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述传动件包括连接管，所述连接管的底端设置有传动箱，所述传动箱内设置有驱动轴，所述驱动轴上设置有多个驱动叶，所述传动箱的底部与排水管相连通，所述驱动轴的一端延伸出传动箱并连接有往复丝杆，所述往复丝杆上螺纹连接有驱动座，所述河道箱内壁的底部设置有多个导流座，所述导流座的腰部开设有凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述驱动座包括两个承载臂以及设置于两个承载臂底端的安装板，所述安装板用于带动连接头和部分排水管移动，所述承载臂包括移动块，所述移动块的底部设置有连杆，所述连杆上套接有连接臂，所述连接臂内设置有空腔，所述连杆与连接臂空腔内壁的顶部之间设置有弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述出液管包括螺旋管和搅拌头，所述搅拌头的出液口与螺旋管的进液端相连接，所述搅拌头包括搅拌头壳体和锥台管道，锥台管道设置于搅拌头壳体内并通过支撑块固定。

9.根据权利要求1所述的一种高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备，其特征在于，所述冲蚀箱的顶部滑动连接有挡板，所述挡板的上下两侧均设置有限位框，所述限位框与挡板的相抵侧设置有密封垫。

10.一种基于上述权利要求1-9任一项所述的高流速、高泥沙水体冲蚀的试验设备的试验方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1、取在标准养护下养护的试块，对其表面进行拍照P1、测量饱和面干质量M1、超景深三维扫描C1，然后将试块固定于固定组件上，并将试块调节到所需的位置；

S2、直接取需要模拟河道处的河道水体放入河道箱中，或将根据所模拟河道的河砂粒径以及数量信息在河道箱中配置相同泥沙密度的泥沙浆；

S3、调节旋转冲头的方向，打开控制器启动泥沙泵，使泥沙浆通过旋转冲头喷在试块上，同时在搅拌件的作用下对河道箱中的泥沙浆进行搅拌，保持泥沙浆的均匀性；

S4、通过控制器调节不同速度的水流对试块的冲蚀，调节的同时观察电磁流量计读数S并记录并控制冲蚀时间；

S5、完成实验后关闭各开关，然后取出试块并清理设备；

S6、对试验后的试块表面进行拍照P2、测量饱和面干质量M2、超景深三维扫描C2，对比前后试验照片及超景深扫描图片，观察在冲蚀过程中混凝土的表面磨损特征，计算质量损失率△W=（M1－M2）/M1×100%，得到试验结果。