CN207557060U - 一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置。所述的装置包括：上游模拟装置和与上游模拟装置连通的透明变截面渗透槽；在所述的渗透槽侧壁内间隔设置有多个水压力传感器，所述的水压力传感器通过导线与数据接收处理器连接；所述的渗透槽在远进水口一端上表面设有出水口。本实用新型结构简单，操作容易；结构设计科学合理，通过对多个不同截面槽身的拼接组合，可以很好地研究多种复杂水流条件下土体管涌发展的规律。

Description

一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程试验测试领域，具体说是一种研究渗透变形的试验装置。

背景技术

渗透破坏问题是堤基以及其它水工建筑物面临的重要问题，是造成堤坝安全事故和垮坝的主要形式之一，管涌是渗透破坏的主要形式，因此对堤基管涌发展问题的研究具有重大意义。由于历史上的河流冲刷、淤积和改道等地质成因，以及沉积条件的千变万化，所形成的堤基结构有着很大差异，堤基结构的复杂多变使得所形成的水流条件也是复杂的，堤基内部的水流往往不是处处均匀的，由复杂土层结构形成的水流可分为发散、汇聚、均匀等多种状态。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置。

为达到上述目的，本实用新型研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置，所述的装置包括：上游模拟装置和与上游模拟装置连通的透明变截面渗透槽；在所述的渗透槽侧壁内间隔设置有多个水压力传感器，所述的水压力传感器通过导线与数据接收处理器连接；所述的渗透槽在远进水口一端上表面设有出水口。

较佳的，所述的上游模拟装置包括：升降装置和设置在升降装置上的上游水箱，其中，上游水箱在升降装置作用下上升以模拟上游水位的提升；所述的上游水箱通过管道与渗透槽的进水口连接。

较佳的，所述的渗透槽为：汇聚渗透槽、发散渗透槽或由汇聚渗透槽和发散渗透槽拼接而成。较佳的，所述的升降装置包括钢丝绳和升降滑轮组组成。

较佳的，所述的渗透槽包括：进水区和试样区；进水区与试样区之间设置有隔砂网。

较佳的，所述进水区上部还设有排气孔。

本实用新型一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置，装置结构简单，操作容易，结构设计科学合理，通过对多个不同截面槽身的拼接组合，获得多种复杂的水流条件，从而研究复杂水流条件下的土体管涌发展规律，为堤防设计和加固提供参考和设计依据。

附图说明

图1为本实用新型试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的渗透槽组成图；

图3为实施例一的渗透槽平面图；

图4为本实用新型实施例二的渗透槽组成图；

图5为实施例二的渗透槽平面图；

图6为本实用新型实施例三的渗透槽组成图；

图7为实施例三的渗透槽平面图；

图8为本实用新型实施例四的渗透槽组成图；

图9为实施例四的渗透槽平面图。

附图标记名称如下：

1、钢丝绳；2、滑轮；3、溢流管；4、上游水箱；5、管道；6、阀门；7、渗透槽；8、排气孔；9、隔砂网；10、进水区；11、试样区；12、盖板；13、水压力传感器；14、导线；15、数据接收处理器；16、出水口；17、玻璃板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

本实用新型研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置，包括：上游模拟装置和与上游模拟装置连通的透明变截面渗透槽7；在所述的渗透槽侧壁内间隔设置有多个水压力传感器13，所述的水压力传感器通过导线14与数据接收处理器15连接；所述的渗透槽7在远进水口一端上表面设有出水口16。其中，上游模拟装置包括：升降装置和设置在升降装置上的上游水箱4，其中，上游水箱4在升降装置作用下上升以模拟上游水位的提升；所述的上游水箱4通过管道5与渗透槽7的进水口连接。

其中，上述的升降装置可以采用手动升降装置，也可采用电动的升降装置。下面结合实施例进一步的说明。

实施例一

参照图1一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置，包括钢丝绳1、滑轮2、上游水箱4、管道5、渗透槽7、隔砂网9、进水区10、试样区11、盖板12、水压力传感器13、导线14、数据接收处理器15、出水口16。

上游水箱4通过钢丝绳1和滑轮2来逐步提升上游水位，渗透槽7通过管道5与上游水箱4连接，管道5置于进水区10下部，管道5上设置有阀门6，试验时通过调节阀门6来控制上游水箱4的水位达到稳定，溢流管3将上游水箱中多余的水排出，渗透槽7内进水区10与试样区11通过隔砂网9隔开，排气孔8设置在进水区10上部，盖板12上设有出水口16，出水口16与塑料管相连，用于导出涌水和涌砂供测量和记录。

渗透槽7截面为变截面，由多个不同截面的槽身拼接而成，如图2和图3所示，渗透槽7由进水区10、试样区11、盖板12和玻璃板17拼接而成，各部件之间通过密封胶及螺栓密封连接，试样位于试样区11内，本实施例中，试样区11由两个槽身拼接而成，前端槽身截面由大变小，后端槽身截面由小变大，如图3所示，沿程水流状态由汇聚变均匀，再变发散。同样地，盖板12由两个盖板12拼接而成，每个盖板12均与槽身相匹配，前端盖板12由宽变窄，后端盖板12由窄变宽，出水口16仅保留后一块盖板12上的，前一块盖板12上的出水口16封闭。进水区10截面和渗透槽后端玻璃板17截面均与试样区11大截面一侧尺寸匹配。渗透槽7采用有机玻璃制成，可以清楚的看到渗透槽7侧壁试样的运动情况。试样区11内设置有多个水压力传感器13，水压力传感器13通过导线14与数据接收处理器15相连接，所述水压力传感器13沿渗透槽7长度方向均布在试样区11侧壁和中部。水压力传感器13可以准确的测量水压力，同时可以实时记录在不同恒定水头下试样内的压力变化情况。

实施例二

如图4和图5所示，结合实施例一，本实施例中，试样区11同样由两个槽身拼接而成，前端槽身截面由小变大，后端槽身截面由大变小，沿程水流状态由发散变均匀，再变汇聚。盖板12也由两个盖板12拼接而成，每个盖板12均与槽身相匹配，前端盖板12由窄变宽，后端盖板12由宽变窄，出水口16仅保留后一块盖板12上的，前一块盖板12上的出水口16封闭。进水区10截面和渗透槽后端玻璃板17截面均与试样区11小截面一侧尺寸匹配。

实施例三

如图6和图7所示，结合实施例一，本实施例中，试样区11由一个槽身组成，槽身截面由大变小，沿程水流状态是汇聚的。盖板12与槽身相匹配，盖板12由宽变窄，盖板12上的出水口16保留。进水区10截面与试样区大截面一侧尺寸匹配，渗透槽后端玻璃板17截面与试样区11小截面一侧尺寸匹配。

实施例四

如图8和图9所示，结合实施例一，本实施例中，试样区11由一个槽身组成，槽身截面由小变大，沿程水流状态是发散的。盖板12与槽身相匹配，盖板12由窄变宽，盖板12上的出水口16保留。进水区10截面与试样区小截面一侧尺寸匹配，渗透槽后端玻璃板17截面与试样区11大截面一侧尺寸匹配。

本实用新型一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置的工作原理：通过对多个不同截面槽身的拼接组合，获得先汇聚后发散、先发散后汇聚、汇聚、发散等多种复杂的水流条件。试验时，通过钢丝绳1和滑轮2提升上游水箱4来控制上游水位，逐级提升上游水位使试样发生渗透变形，观察并记录不同上游水位下试样内部的水压力变化情况和试样的侵蚀情况，测量不同水位下出水口处的涌水量和涌砂量，通过对数据的比较分析最终得到管涌发展过程中试样内部的渗流场变化规律和管涌发展规律。通过对不同水流条件下管涌试验结果的对比与分析，最终可以得到水流条件对管涌发展的影响，为堤防设计和加固提供参考和设计依据。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种研究复杂水流条件下管涌发展的试验装置，其特征在于，所述的装置包括：上游模拟装置和与上游模拟装置连通的透明变截面渗透槽；在所述的渗透槽侧壁内间隔设置有多个水压力传感器，所述的水压力传感器通过导线与数据接收处理器连接；所述的渗透槽在远进水口一端上表面设有出水口；

所述的上游模拟装置包括：升降装置和设置在升降装置上的上游水箱，其中，上游水箱在升降装置作用下上升以模拟上游水位的提升；所述的上游水箱通过管道与渗透槽的进水口连接；

所述的渗透槽为：汇聚渗透槽、发散渗透槽或由汇聚渗透槽和发散渗透槽拼接而成；

所述的升降装置包括钢丝绳和升降滑轮组组成；

所述的渗透槽包括：进水区和试样区；进水区与试样区之间设置有隔砂网；

所述的渗透槽上部设有排气孔。