CN206236342U

CN206236342U - 单向稳定渗流模拟实验装置

Info

Publication number: CN206236342U
Application number: CN201621083771.2U
Authority: CN
Inventors: 王郑库; 李凤霞; 刘忠华; 曹杰; 曾顺鹏; 石玲; 丁忠佩; 刘玉娟
Original assignee: Chongqing University of Science and Technology
Current assignee: Chongqing University of Science and Technology
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2017-06-09
Anticipated expiration: 2026-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种单向稳定渗流模拟实验装置，包括填砂模型，所述填砂模型横向设置，进水一端连接一竖直高度高于填砂模型的水槽，水槽通过水泵连接水箱，水槽侧壁还设置有溢流孔，溢流孔通过溢流管与水箱相连；填砂模型出水一端也与水箱连通；填砂模型的上方竖直设置有测压管，下方设置有气压管，测压管的上端与大气相通，气压管的另一端与气泵相连。所述装置可对填砂模型进行压实，不会出现填砂被流体带出的情况；另外，通过改变外界压力使得填砂模型内的渗透率不再是一个定值；再者，还可以使溢出的水和出口阀门流出的水循环利用，避免了水资源的浪费，各管线采用塑料硬管线，接头采用快速简便接头，降低维护成本，提高使用寿命。

Description

单向稳定渗流模拟实验装置

技术领域

本实用新型属于渗透力学实验器材领域，尤其涉及一种单向稳定渗流模拟实验装置。

背景技术

目前的单向稳定渗流模拟实验仪采用填砂管为模型，以流体在模型中的流动模拟水平均质地层中不可压缩流体单向稳定渗流过程，具体方法是在模型的一侧供水保持水压恒定，在另一侧通过改变出口阀门的流量，使得填砂管两端压力恒定。在稳定条件下测量填砂管不同位置处的压力值，可绘制压力随位置的变化曲线，根据一维单相稳定渗流方程的解并计算两段填砂管的渗透率。目前已有的单向稳定渗流实验设备在使用过程中存在如下问题：

1.由于流体将填砂管中部分冲填砂带出填砂管，使得填砂管内不再是地层渗流，而变成管流，导致不同位置处压力相等，严重影响实验效果；

2.在实验过程中因为要保持水压恒定，需要往水槽中不断注水，而高于水槽溢流孔中的水都会流走，同时流经出口阀门的水也会流走，造成极大的浪费；

3.连接各部分的水管线均为软胶管，极易老化，为实验设备的管理和维护造成诸多不便；

4.实验设备无加压装置，模型的渗透率为定值。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种新型的单向稳定渗流模拟实验装置，该实验装置能够防止冲填砂被冲走，也可以避免渗透率为定值，还可以避免水资源的浪费，降低设备的维护成本。

本实用新型采取的技术方案如下：

所述填砂模型横向设置，进水一端连接一竖直高度高于填砂模型的水槽，水槽通过水泵连接水箱，水槽侧壁还设置有溢流孔，溢流孔通过溢流管与水箱相连；填砂模型出水一端也与水箱连通；填砂模型的上方竖直设置有多支测压管，下方设置有多支气压管，测压管的上端与大气相通，气压管的另一端与气泵相连。

进一步，所述填砂模型为长方体型，长60cm，宽40cm，高6cm。

进一步，所述填砂模型上部的测压管设置有2～3排，每一排有5～8支。

进一步，所述填砂模型下部的气压管设置有2～3排，每一排有2～4支。

进一步，所述出水端用三通管与计量装置连接。

进一步，所述测压管相对填砂模型的高度不低于55cm，水槽上溢流孔的高度比测压管低5cm。

进一步，所述模拟实验装置中填砂模型的进出水管、溢流管、三通管、气压管均采用塑料硬管线。

本发明的有益效果在于：与现有技术相比较，本实用新型提供的装置可对填砂模型进行压实，使得填砂更加紧密，不会出现填砂被流体带出的情况；另外，本实用新型所述技术方案可以通过改变外界压力，使得填砂模型内的渗透率不再是一个定值；再者，还可以使溢出的水和出口阀门流出的水循环利用，避免了水资源的浪费，各管线采用塑料硬管线，接头采用快速简便接头，降低维护成本，提高使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述单向稳定渗流模拟实验装置的结构示意图。

附图标记说明：1-填砂模型，2-测压管，3-气泵，4-气压管，5-水槽，6-溢流管，7(I)、7(II)-进水管，8-水泵，9-水箱，10-出水管，11-三通管。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1，一种单向稳定渗流模拟实验装置，包括填砂模型1，填砂模型1横卧设置，其一端通过出水管10与水箱9连通，另一端通过进水管7(I)与水槽5连通，水槽5通过水泵8和进水管7(II)从水箱9中获取水源，水槽5与填砂模型1之间的高度差按预定设置，保证测压管相对填砂模型的高度不低于55cm，水槽上溢流孔的高度比测压管低5cm，比如，测压管高度为55cm，水槽溢流孔高度50cm；水槽5的侧壁上还连接有溢流管6，该溢流管6将溢出的水源送回水箱9；在填砂模型1的上部竖直放置有多支测压管2，在填砂模型1的下部连接有多支气压管4，所述测压管2的上端与大气相通，所述气压管的另一端与气泵3相连。

进一步，所述填砂模型为长方体型，长60cm，宽40cm，高6cm。

进一步，所述填砂模型上方的测压管设置有2～3排，每一排有5～8支。

进一步，所述填砂模型下方的气压管设置有2～3排，每一排有2～4支。

进一步，所述出水管上可设置三通管，进而可与计量装置连接。

进一步，所述进出水管、溢流管、三通管、气压管均采用塑料硬管线。

在具体实施过程中，水槽5位置根据预定的压力要求相应高出填砂模型1一定高度，同时在水槽5的侧壁设置溢流水管6，将水槽5内的水设定在一定深度，以此实现向填砂模型1提供恒定水压的渗透水。从水槽5中溢出的多余的水通过溢流水管6进入到水箱9中，再通过水泵8和进水管7(II)压入到水槽5中循环使用。气泵3向填砂模型1内给出可调节气压，使得填砂模型1内处于不同的压力状态，作为实验的一个变量，可以得到在不同压力下的测试结果。水槽5内的渗透水从填砂模型1的左端进入，然后从左至右渗透，从填砂模型1的右端流出，进入到由三通管11控制的出水管10，三通管11其中一个出口再接入到水箱9。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.单向稳定渗流模拟实验装置，包括填砂模型，其特征在于，所述填砂模型横向设置，进水一端连接一竖直高度高于填砂模型的水槽，水槽通过水泵连接水箱，水槽侧壁还设置有溢流孔，溢流孔通过溢流管与水箱相连；填砂模型出水一端也与水箱连通；填砂模型的上方竖直设置有测压管，下方设置有气压管，测压管的上端与大气相通，气压管的另一端与气泵相连。

2.根据权利要求1所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述填砂模型为长方体型，长60cm，宽40cm，高6cm。

3.根据权利要求1所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述填砂模型上方的测压管设置有2～3排，每一排有5～8支。

4.根据权利要求1所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述填砂模型下方的气压管设置有2～3排，每一排有2～4支。

5.根据权利要求1所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述出水端用三通管与计量装置连接。

6.根据权利要求1所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述测压管相对于填砂模型的高度不低于55cm，水槽上溢流孔的高度比测压管低5cm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的单向稳定渗流模拟实验装置，其特征在于，所述模拟实验装置中填砂模型的进出水管、溢流管、三通管、气压管均采用塑料硬管线。