CN208383642U - 一种潜蚀试验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种潜蚀试验仪，包括供水装置、喷淋装置、筒形潜蚀发生装置和角度调节装置，所述供水装置、喷淋装置和筒形潜蚀发生装置依次密封连接，所述角度调节装置包括基座、第一支撑件和第二支撑件，所述第二支撑件垂直设置于基座上，所述第一支撑件的两端分别连接基座与第二支撑件，所述潜蚀发生装置位于第一支撑件上，所述基座的顶部开口，调整第一支撑件的两端在基座和第二支撑件上的位置来改变所述潜蚀发生装置的倾斜角度，所述潜蚀发生装置流出的土水混合物流至基座内。本实用新型的潜蚀试验仪结构简单，操作方便，可用于在室内模拟不同坡度和不同水流速度情况下的潜蚀实验，模拟计算岩土体积含水率、孔隙水压力以及水土流失情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及潜蚀机理模拟技术领域，具体涉及一种潜蚀试验仪。
背景技术
21世纪人类面临着多种环境问题，潜蚀作用的研究历史反映了潜蚀工程地质问题在各类工程建设活动中已变得越来越突出，但由于潜蚀工程地质问题本身命题很大，对地质灾害的研究还建立在现场实验，很难在实验室内通过模型实验装置来对土体的破坏进行观测，无法模拟出不同坡度及不同水流速度情况下的潜蚀实验，无法做到岩土体积含水率及孔隙水压力力的判定，以及水土流失情况。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述背景技术中的不足，适应现实需要，提供一种可实现不同坡度、不同水流速度的潜蚀试验仪。
本实用新型采用下述方案解决：包括供水装置、喷淋装置、筒形潜蚀发生装置和角度调节装置，所述供水装置、喷淋装置和筒形潜蚀发生装置依次密封连接，所述角度调节装置包括基座、第一支撑件和第二支撑件，所述第二支撑件垂直设置于所述基座上，所述第一支撑件的两端分别连接所述基座与第二支撑件，所述潜蚀发生装置位于第一支撑件上，所述基座的顶部开口，调整第一支撑件的两端在基座和第二支撑件上的位置来改变所述潜蚀发生装置的倾斜角度，所述潜蚀发生装置流出的土水混合物流至基座内。
优选地，所述基座呈镂空的箱式框架结构，所述基座内部设有可自由移动的接收装置，所述接收装置用于接收从潜蚀发生装置中流出的土水混合物，所述接收装置包括水箱和抽水泵，所述水箱由有机玻璃制成。
优选地，所述基座和所述第二支撑件上分别设有若干个定位块，所述定位块上设有角度标记，所述第一支撑件与定位块可拆卸连接。由于第一支撑件的两端在基座和第二支撑件上的位置不同，第一支撑件的倾斜角度就不同，通过在不同倾斜角度所对应的位置上设置定位块以及角度标记，可实现简单快速地改变潜蚀发生装置的倾斜角度。
优选地，所述第一支撑件为两根L型的支架，所述支架之间的距离小于所述潜蚀发生装置的外径，所述支架的长度大于等于所述潜蚀发生装置的长度，所述潜蚀发生装置位于两根L型支架构成的空间内。作为可选地，所述第一支撑件是一块支撑板，支撑板的长度小于潜蚀发生装置的长度，这样从潜蚀发生装置流出的土水混合物可直接流至基座或接收装置内。
优选地，供水装置与喷淋装置之间以及喷淋装置与潜蚀发生装置之间可涂抹强力速干胶，防止漏水造成水流速度的改变，从而可以模拟不同水流速度的潜蚀实验，较为全面。
优选地，所述喷淋装置上设有均匀分布的出水孔，所述喷淋装置与所述潜蚀发生装置可拆卸连接。
优选地，所述喷淋装置与所述潜蚀发生装置之间设有滤纸，所述潜蚀发生装置的出口设有滤网，所述潜蚀发生装置与滤网密封连接。在装填土样时，所述滤纸可防止土样堵塞喷淋装置的出水孔，导致出水困难。优选地，采用网格大小为6mm的滤网进行密封，防止土体因为潜蚀而整体塌落的情况出现，避免无法长时间收集潜蚀过程中的水土流失情况。
优选地，在所述潜蚀发生装置内部的中心位置沿轴向方向等间距分布孔隙水压力传感器和含水率传感器。所述孔隙水压力传感器和含水率传感器可以监测潜蚀过程中不同土层的孔隙水压力力的变化和含水率的变化。
优选地，所述供水装置包括水源、进水电磁阀、转子流量计和管道，所述转子流量计用于控制水流速度。
优选地，所述潜蚀发生装置和水箱由有机玻璃制成，所述潜蚀发生装置的外表面沿其轴向方向设有刻度线。优选地，所述潜蚀发生装置表面粘贴1000mm刻度线，方便观测湿润锋实时情况。
本实用新型的潜蚀试验仪的模拟测试方法如下：
1)调整角度：调整角度调节装置，使得潜蚀发生装置的倾斜角度符合设定要求；
2)土样的装配：实验前将实验土样进行筛分，配置初始含水率，将实验土样分为若干层装填于潜蚀发生装置内，每层厚度均相同，装填时，每层土样表面用铁锤根据天然干密度将土层击实，击实后在土样表面刮毛用于填筑下一层，直至填充完毕；
3)样品接收：打开供水装置，调节水流速度，每隔t分钟接收潜蚀发生装置流出的土水混合物，每次接一分钟，测量土水混合物的质量m1。待到接收的土水混合物的浑浊度相近，实验结束；
4)计算：分别将每次接收的土水混合物烘干，烘干后的土体质量为m2，通过公式v＝(m2/m1)*100％，可知每隔t分钟流失土体占土水混合物的百分比v，再根据多组实验数据可以绘制出t与v的变化关系。
优选地，在装配土样时，在潜蚀发生装置内部的中心位置沿轴向方向等间距的土样层内分别埋设孔隙水压力传感器和含水率传感器。土样装填完毕后，用滤网通过强力速干胶将潜蚀发生装置的边缘进行密封，将孔隙水压力传感器和含水率传感器分别与水分监测仪及孔隙水压力监测仪连接。
与现有技术相比，本实用新型的潜蚀试验仪及其模拟检测方法具有以下技术效果：
1)通过调整角度调节装置来改变潜蚀发生装置的倾斜角度，在室内模拟不同坡度的潜蚀实验；
2)通过转子流量计控制水流速度，在室内模拟不同流速的潜蚀实验；
3)通过在潜蚀发生装置内设置孔隙水压力传感器和含水率传感器，可实时监测潜蚀过程中不同土层的孔隙水压力力的变化和含水率的变化。
4)所述潜蚀发生装置由有机玻璃制成，所述潜蚀发生装置的外表面沿其轴向方向设有刻度线，这有利于实时观测土柱中湿润锋随时间变化的情况。
5)本实用新型的潜蚀试验仪结构简单，操作方便。
附图说明
图1是本实用新型的潜蚀试验仪结构示意图。
图中，1.水源；2.进水电磁阀；3.转子流量计；4.管道；5.喷淋装置；6.潜蚀发生装置；7.基座；8.L型支架；9.纵梁；10.水箱；11.抽水泵；12.孔隙水压力传感器；13.含水率传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的潜蚀试验仪做进一步的说明。
如图1所示，本实施例的潜蚀试验仪包括供水装置、喷淋装置5、筒形潜蚀发生装置6、角度调节装置和接收装置，其中供水装置、喷淋装置5和潜蚀发生装置6依次密封连接。供水装置包括水源1、进水电磁阀2、转子流量计3和管道4。角度调节装置包括基座7、两根L型支架8和纵梁9，基座7呈镂空的箱型框架结构，纵梁9垂直设置于基座7上。所述潜蚀发生装置6位于两根L型支架7上，两根L型支架7之间的距离小于潜蚀发生装置6的外径。喷淋装置5与潜蚀发生装置6之间设有滤纸，潜蚀发生装置6的出口一端设有滤网，潜蚀发生装置6与滤网通过强力速干胶密封。接收装置包括水箱10和抽水泵11，水箱10和抽水泵11位于基座7内。潜蚀发生装置6内部的中心位置并沿其轴向方向的20cm、40cm、60cm处设有孔隙水压力传感器12和含水率传感器13。
本实施例的潜蚀试验仪可用于检测岩土体积含水率、孔隙水压力、湿润峰以及土体流失率，方法如下：
1)调整角度：调整L型支架8的两端在基座7和纵梁9上的位置，使得潜蚀发生装置6的倾斜角度符合设定要求；
2)土样的装配：实验前将实验土样进行筛分，配置初始含水率，将实验土样分为10层装填于潜蚀发生装置6内，每层厚度均控制在10cm，装填时，每层土样表面用铁锤根据天然干密度将土层击实，击实后在土样表面刮毛用于填筑下一层，直至10层填充完毕；
3)传感器的埋设：在20cm、40cm、60cm土样层内分别埋设孔隙水压力传感器12和含水率传感器13。土样装填完毕后，用滤网通过强力速干胶将潜蚀发生装置6的边缘进行密封，将孔隙水压力传感器12和含水率传感器13分别与水分监测仪及孔隙水压力监测仪连接；
4)样品接收：通过进水电磁阀2和转子流量计3控制水流速度，每隔t分钟用水箱10接收潜蚀发生装置6流出的土水混合物，每次接一分钟，测量土水混合物的质量m1。待到接收的土水混合物的浑浊度相近时，实验结束。实时观测土柱中湿润锋随时间变化的情况，并可通过各水分监测仪及各孔隙水压力监测仪实时监测降雨模拟过程中每层土体体积含水率和孔隙水压力的变化。
5)计算：分别将每次接收的土水混合物烘干，烘干后的土体质量为m2，通过公式v＝(m2/m1)×100％，可知每隔t分钟流失土体占土水混合物的百分比v，再根据多组实验数据可以绘制出t与v的变化关系。
本实用新型的潜蚀试验仪结构简单，操作方便。采用本实用新型的潜蚀试验仪可在室内模拟不同坡度和不同水流速度情况下的潜蚀实验，模拟计算岩土体积含水率、孔隙水压力以及水土流失情况。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征，本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (8)
1.一种潜蚀试验仪，包括供水装置、喷淋装置、筒形潜蚀发生装置和角度调节装置，所述供水装置、喷淋装置和筒形潜蚀发生装置依次密封连接，其特征在于：所述角度调节装置包括基座、第一支撑件和第二支撑件，所述第二支撑件垂直设置于所述基座上，所述第一支撑件的两端分别连接所述基座与第二支撑件，所述潜蚀发生装置位于第一支撑件上，所述基座的顶部开口，调整第一支撑件的两端在基座和第二支撑件上的位置来改变所述潜蚀发生装置的倾斜角度，所述潜蚀发生装置流出的土水混合物流至基座内。
2.根据权利要求1所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述基座呈镂空的箱式框架结构，所述基座内部设有可自由移动的接收装置，所述接收装置用于接收从潜蚀发生装置中流出的土水混合物，所述接收装置包括水箱和抽水泵，所述水箱由有机玻璃制成。
3.根据权利要求2所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述基座和所述第二支撑件上分别设有若干个定位块，所述定位块上设有角度标记，所述第一支撑件与定位块可拆卸连接。
4.根据权利要求2所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述第一支撑件为两根L型的支架，所述支架之间的距离小于所述潜蚀发生装置的外径，所述支架的长度大于等于所述潜蚀发生装置的长度，所述潜蚀发生装置位于两根L型支架构成的空间内。
5.根据权利要求3或4所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述喷淋装置上设有均匀分布的出水孔，所述喷淋装置与所述潜蚀发生装置可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述喷淋装置与所述潜蚀发生装置之间设有滤纸，所述潜蚀发生装置的出口设有滤网，所述潜蚀发生装置与滤网密封连接。
7.根据权利要求6所述的潜蚀试验仪，其特征在于：在所述潜蚀发生装置内部的中心位置沿轴向方向等间距分布孔隙水压力传感器和含水率传感器。
8.根据权利要求7所述的潜蚀试验仪，其特征在于：所述潜蚀发生装置由有机玻璃制成，所述潜蚀发生装置的外表面沿其轴向方向设有刻度线。
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|---|---|---|---|---|
| CN108645745A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-12 | 南昌大学 | 一种潜蚀试验仪及其模拟测试方法 |
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