CN207301059U - 一种土遗址坍塌测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土遗址坍塌测试装置，包括蓄水箱、储水水箱、排水储存箱和数据采集处理装置，所述储水水箱右侧固定有蓄水箱，且储水水箱左侧设置有排水储存箱，所述储水水箱侧面固定有隔板，且隔板上方安装有支撑架，所述支撑架上方固定有土遗址墙体，所述土遗址墙体右侧设置有高速摄像机。该土遗址坍塌测试装置，通过改变现场模拟中使用的雨蚀试验模型配合墙体底部设置压力传感器和增湿装置，可对土遗址中的坍塌病害形成过程实现实时定量化监测，加深对此类病害的认识，为后期病害治理提供指导，通过定量化研究中获得的坍塌病害形成中的数据，为后期数值模拟分析提供可靠参数。

Description

一种土遗址坍塌测试装置

技术领域

本实用新型涉及土遗址检测设备技术领域，具体为一种土遗址坍塌测试装置。

背景技术

近年来，随着国家经济的不断发展以及“一带一路”战略稳步推进，我国各方面综合实力都在显著提高，该过程中，文物保护工作对于我们国家越来越重要，土遗址作为国家重要的文化遗产，是我们每个中国人文化自信的重要保障之一，由于土遗址存在时间较长，前期保护工作有限，加之近年来极端气候现象频频出现，导致我国土遗址的病害种类增多，病害程度加深，掏蚀、坍塌、洞穴、片状剥离以及裂隙等病害在我国明长城等土遗址上随处可见，对我们国家文化遗产造成严重的破坏，因此，研究土遗址上各类病害的成因机制以及采取合理有效的工程措施是文物保护工作中非常重要的环节之一，土遗址中的坍塌病害对于整个明长城的破坏极大，坍塌发生数量较多时，往往会引起整个明长城墙体的倒塌，造成一段甚至数段明长城消失，坍塌病害的发生与地下水发育以及风蚀等因素密切相关，由于风蚀过程较为缓慢，地下水成为坍塌病害产生的重要诱因，尤其是地下水位波动以及明长城周围长期灌溉极易诱发坍塌病害，导致明长城整体垮塌。现场调查中，发现河西走廊地区的明长城一些位于农田一侧，一些位于水库边岸区，对于此类病害在此种环境下的研究较为有限，只进行了部分室内试验，无法获得该病害形成及其演变的完整过程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种土遗址坍塌测试装置，以解决上述背景技术中提出的对于此类病害在此种环境下的研究较为有限，只进行了部分室内试验，无法获得该病害形成及其演变的完整过程的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种土遗址坍塌测试装置，包括蓄水箱、储水水箱、排水储存箱和数据采集处理装置，所述储水水箱右侧固定有蓄水箱，且储水水箱左侧设置有排水储存箱，所述储水水箱前方左侧安装有排水管，且排水管通过输水管道与排水储存箱连接在一起，所述储水水箱前方右侧安装有进水管，且进水管通过输水管道与蓄水箱相连接，所述储水水箱和蓄水箱相连接的输水管道上安装有液体流量计，所述储水水箱侧面固定有隔板，且隔板上方安装有支撑架，所述支撑架内部安装有压力传感器，且压力传感器下方设置有吸水海绵体，所述支撑架上方固定有土遗址墙体，且土遗址墙体上方设置有与土遗址墙体相对应的位移传感器，所述土遗址墙体右侧设置有高速摄像机。

优选的，所述储水水箱内部铺有一层石英砂，且储水水箱前端安装的排水管和进水管内部安装有滤网。

优选的，所述储水水箱侧面设置有两个隔板，且隔板上方均设置有支撑架，同时两组隔板之间位置设置有压力传感器，并且压力传感器通过电性与蓄水箱上固定的数据采集处理装置相连接。

优选的，所述支撑架上方水平放置有两个土遗址墙体，且土遗址墙体上方对应设置有两个与数据采集处理装置通过电性相连接的位移传感器。

优选的，所述排水管和进水管前端相连接的输水管道上均安装有电磁控制阀门，且电磁控制阀门和高速摄像机以及蓄水箱前端相连接的输水管道上安装的液体流量计均通过电性与数据采集处理装置相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该土遗址坍塌测试装置，结构设置合理，通过改变现场模拟中使用的雨蚀试验模型配合墙体底部设置压力传感器和增湿装置，可对土遗址中的坍塌病害形成过程实现实时定量化监测，加深对此类病害的认识，为后期病害治理提供指导，通过定量化研究中获得的坍塌病害形成中的数据，为后期数值模拟分析提供可靠参数。

附图说明

图1为本实用新型结构俯视示意图；

图2为本实用新型结构侧视示意图。

图中：1、蓄水箱，2、储水水箱，3、压力传感器，4、支撑架，5、排水储存箱，6、电磁控制阀门，7、排水管，8、进水管，9、输水管道，10、液体流量计，11、隔板，12、土遗址墙体，13、位移传感器，14、数据采集处理装置，15、高速摄像机，16、吸水海绵体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1—2，本实用新型提供一种技术方案：一种土遗址坍塌测试装置，包括蓄水箱1、储水水箱2、排水储存箱5和数据采集处理装置14，储水水箱2右侧固定有蓄水箱1，且储水水箱2左侧设置有排水储存箱5，储水水箱2前方左侧安装有排水管7，且排水管7通过输水管道9与排水储存箱5连接在一起，储水水箱2前方右侧安装有进水管8，且进水管8通过输水管道9与蓄水箱1相连接，储水水箱2和蓄水箱1相连接的输水管道9上安装有液体流量计10，储水水箱2内部铺有一层石英砂，且储水水箱2前端安装的排水管7和进水管8内部安装有滤网，排水管7和进水管8前端相连接的输水管道9上均安装有电磁控制阀门6，且电磁控制阀门6和高速摄像机15以及蓄水箱1前端相连接的输水管道9上安装的液体流量计10均通过电性与数据采集处理装置14相连接，储水水箱2侧面设置有两个隔板11，且隔板11上方均设置有支撑架4，同时两组隔板11之间位置设置有压力传感器3，并且压力传感器3通过电性与蓄水箱1上固定的数据采集处理装置14相连接，储水水箱2侧面固定有隔板11，且隔板11上方安装有支撑架4，支撑架4内部安装有压力传感器3，且压力传感器3下方设置有吸水海绵体16，支撑架4上方固定有土遗址墙体12，且土遗址墙体12上方设置有与土遗址墙体12相对应的位移传感器13，支撑架4上方水平放置有两个土遗址墙体12，且土遗址墙体12上方对应设置有两个与数据采集处理装置14通过电性相连接的位移传感器13，土遗址墙体12右侧设置有高速摄像机15。

工作原理：第一对灌溉引起明长城墙体垮塌模拟试验：将夯筑好的土遗址墙体12放置在预定的支撑架4上，对压力传感器3底部的吸水海绵体16进行饱水操作，打开数据采集处理装置14以及位移传感器13和压力传感器3的控制开关，检查线路以及管路的连通性，打开进水管8前端的电磁控制阀门6，通过电磁控制阀门6控制进水流量，让水缓慢饱和储水水箱2中的石英砂，待石英砂完全饱和后，可关闭进水管8前端的电磁控制阀门6，让储水水箱2中的水和吸水海绵体16中的水相互流通几分钟，以达到平衡状态，位于压力传感器3上的一侧土遗址墙体12开始通过吸水海绵体16吸水，可以观察到土遗址墙体12一侧的湿润锋，自土遗址墙体12底部向土遗址墙体12顶部不断推进，此时打开进水管8前端的电磁控制阀门6，以很小的流量让蓄水箱1中的水对储水水箱2中的水进行补给，让试验持续进行，通过数据采集处理装置14记录高速摄像机15拍摄的照片以及压力传感器3和位移传感器13获得的数据，直至土遗址墙体12发生完全垮塌后停止试验，试验结束后，关闭进水管8前端的电磁控制阀门6，打开排水管7前端的电磁控制阀门6，让水流入排水储存箱5中，同时关闭压力传感器3、位移传感器13以及高速摄像机15，保存数据，最后对散落，储水水箱2中石英砂上部的土进行清理。

第二对水库库水位波动引起明长城墙体垮塌模拟试验：将夯筑好的土遗址墙体12放置在预定的支撑架4上，对压力传感器3底部的吸水海绵体16进行饱水操作，打开数据采集处理装置14以及位移传感器13和压力传感器3的控制开关，检查线路以及管路的连通性，打开进水管8前端的电磁控制阀门6，通过电磁控制阀门6控制进水流量，让水缓慢饱和储水水箱2中的石英砂，待石英砂完全饱和后，可关闭进水管8前端的电磁控制阀门6，让储水水箱2中的水和吸水海绵体16中的水相互流通几分钟，以达到平衡状态，位于压力传感器3上的一侧土遗址墙体12开始通过吸水海绵体16吸水，可以观察到土遗址墙体12一侧的湿润锋，自土遗址墙体12底部向土遗址墙体12顶部不断推进，此时打开进水管8前端的电磁控制阀门6，以很小的流量让蓄水箱1中的水对储水水箱2中的水进行补给，试验进行一定时间后，关闭进水管8前端的电磁控制阀门6，打开排水管7前端的电磁控制阀门6，让吸水海绵体16中的水通过石英砂排出，模拟水位下降，一定时间后关闭排水管7前端的电磁控制阀门6，打开进水管8前端的电磁控制阀门6，重复过程，如此反复，通过数据采集处理装置14记录高速摄像机15拍摄的照片以及压力传感器3和位移传感器13获得的数据，直至土遗址墙体12垮塌后停止试验，试验结束后，关闭进水管8前端的电磁控制阀门6，打开排水管7前端的电磁控制阀门6，让水流入排水储存箱5中，同时关闭压力传感器3、位移传感器13以及高速摄像机15，保存数据，最后对散落，储水水箱2中石英砂上部的土进行清理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种土遗址坍塌测试装置，包括蓄水箱(1)、储水水箱(2)、排水储存箱(5)和数据采集处理装置(14)，其特征在于：所述储水水箱(2)右侧固定有蓄水箱(1)，且储水水箱(2)左侧设置有排水储存箱(5)，所述储水水箱(2)前方左侧安装有排水管(7)，且排水管(7)通过输水管道(9)与排水储存箱(5)连接在一起，所述储水水箱(2)前方右侧安装有进水管(8)，且进水管(8)通过输水管道(9)与蓄水箱(1)相连接，所述储水水箱(2)和蓄水箱(1)相连接的输水管道(9)上安装有液体流量计(10)，所述储水水箱(2)侧面固定有隔板(11)，且隔板(11)上方安装有支撑架(4)，所述支撑架(4)内部安装有压力传感器(3)，且压力传感器(3)下方设置有吸水海绵体(16)，所述支撑架(4)上方固定有土遗址墙体(12)，且土遗址墙体(12)上方设置有与土遗址墙体(12)相对应的位移传感器(13)，所述土遗址墙体(12)右侧设置有高速摄像机(15)。

2.根据权利要求1所述的一种土遗址坍塌测试装置，其特征在于：所述储水水箱(2)内部铺有一层石英砂，且储水水箱(2)前端安装的排水管(7)和进水管(8)内部安装有滤网。

3.根据权利要求1所述的一种土遗址坍塌测试装置，其特征在于：所述储水水箱(2)侧面设置有两个隔板(11)，且隔板(11)上方均设置有支撑架(4)，同时两组隔板(11)之间位置设置有压力传感器(3)，并且压力传感器(3)通过电性与蓄水箱(1)上固定的数据采集处理装置(14)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种土遗址坍塌测试装置，其特征在于：所述支撑架(4)上方水平放置有两个土遗址墙体(12)，且土遗址墙体(12)上方对应设置有两个与数据采集处理装置(14)通过电性相连接的位移传感器(13)。

5.根据权利要求1所述的一种土遗址坍塌测试装置，其特征在于：所述排水管(7)和进水管(8)前端相连接的输水管道(9)上均安装有电磁控制阀门(6)，且电磁控制阀门(6)和高速摄像机(15)以及蓄水箱(1)前端相连接的输水管道(9)上安装的液体流量计(10)均通过电性与数据采集处理装置(14)相连接。