CN212082773U - 模拟动水条件下土体崩解试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，尤其涉及一种模拟动水条件下土体崩解试验设备。试验设备包括支架、测力计、网板和收集器，测力计悬挂在支架上，网板连接在测力计的底端，并且网板通过测力计和支架的悬挂而位于收集器中。收集器上设有进水口和出水口，进水口和出水口的高度相等。该试验设备能够实现在实验室条件下对动水环境变化的加速模拟，并且使用方便，结构简单。

Description

模拟动水条件下土体崩解试验设备

技术领域

本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，尤其涉及一种模拟动水条件下土体崩解试验设备。

背景技术

随着西部大开发战略和一带一路倡议的深入实施，我国中西部基础设施建设迅猛发展，所遇到的岩土体工程地质条件更为复杂，对岩土体工程地质特性的研究更为深入。结构性黏质土体是我国西南地区广泛分布的土体，受短时急剧降雨影响，在水流冲刷情况下其物理状态发生侵蚀崩解破坏，对边坡稳定性、水土保持、泥石流的形成有着重要影响。

目前对实验室内结构性黏质土体崩解特性的测试主要依据土工试验标准(GB/T50123-2019)进行，该方法主要采用浮筒将试验土样悬浮在静水水筒，观测不同时间浮筒刻度变化，进而评估测试试样崩解特性。虽然该方法可以在一定程度上反映结构性黏质土体试样遇水发生崩解的特性，但是与自然界中真实的遇水环境差别较大。在自然界中，短时急剧降雨形成水流，形成动水环境，沿边坡表面快速流动，从而形成动水崩解环境。同时，动水具有不可逆性，呈现冲刷态势而非固定体积水的搅动。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种能够研究动水水流作用下土体崩解特性的试验设备。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供一种模拟动水条件下土体崩解试验设备，包括支架、测力计、网板和收集器；测力计悬挂在支架上，网板连接在测力计的底端，收集器位于测力计的下方，网板通过测力计和支架的悬挂而位于收集器中；收集器上设有进水口和出水口，进水口和出水口的高度相等。

根据本实用新型，还包括出水筒和液位测量装置；出水筒的出水口通过进水导管与收集器的进水口连通，液位测量装置设置在出水筒中或设置在出水筒上。

根据本实用新型，出水筒为透明水筒，液位测量装置为设置在出水筒上的刻度。

根据本实用新型，在进水导管上设置开度可调的进水阀门。

根据本实用新型，还包括接水筒；收集器的出水口连接有出水导管，出水导管上设有开度可调的出水阀门；接水筒设置在出水导管的出口下方。

根据本实用新型，测力计的高度能够调节。

根据本实用新型，支架包括底座、第一支座、第二支座、竖梁和横梁；第一支座和第二支座固定在底座上，第一支座的高度高于第二支座的高度，出水筒支承在第一支座上，出水筒的出水口高度高于收集器的进水口的高度；竖梁固定在底座上，横梁高度可调地连接在竖梁上，测力计悬挂在横梁上。

根据本实用新型，网板由双层可相对移动的网构成。

根据本实用新型，网板通过吊绳与测力计连接。

根据本实用新型，测力计为弹簧测力计。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的模拟动水条件下土体崩解试验设备，能够实现在实验室条件下对动水环境变化的加速模拟，并且使用方便，结构简单。

附图说明

图1为具体实施方式提供的模拟动水条件下土体崩解试验设备的结构示意图。

【附图标记说明】

1：出水筒；

2：液位测量装置；

3：进水阀门；

4：进水导管；

5：收集器；

6：出水阀门；

7：出水导管；

8：接水筒；

9：测力计；

10：网板；

11：试验土体；

12：横梁；

13：螺栓；

14：竖梁；

15：第二支座；

16：第一支座；

17：底座。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

参见图1，本实施例提供一种模拟动水条件下土体崩解试验设备。该设备包括支架、测力计9、网板10、收集器5、出水筒1、液位测量装置2、进水导管4、接水筒8和出水导管7。

支架包括底座17、第一支座16、第二支座15、竖梁14和横梁12。

具体地，第一支座16和第二支座15固定在底座17上，第一支座16的高度高于第二支座15的高度，出水筒1支承在第一支座16上，收集器5支承在第二支座15上。

其中，出水筒1为透明水筒，出水筒1的顶部敞开呈进水口，底部设有出水口，出水口连接有进水导管4，在进水导管4上设置开度可调的进水阀门3。液位测量装置2为设置在出水筒1上的刻度。如此，从进水口向出水筒1注水，通过刻度记录出水筒1中的液位，试验开始时打开进水阀门3，出水筒1的水从其出水口、进水导管4流出。进水阀门3的开度可调节，以调节出水筒1的出水量。当然，本实用新型中的“透明”并不限定为必须是完全透明，只要能够从外面看清出水筒1里的液位即可。此外，本实用新型不局限于此，液位测量装置2还可以为电子液位仪，该电子液位仪放置在出水筒1中，自动测量出水筒1中的液位。

由此，出水筒1的出水水量可调，并且通过液位测量装置2可以记录不同时刻的液位，计算单位时间出水量，模拟不同降雨强度效果。

收集器5上设有进水口和出水口，进水口和出水口的高度相等。出水筒1的出水口的高度高于收集器5的进水口的高度，出水筒1的出水口通过进水导管4与收集器5的进水口连通。如此，无需在收集器5和出水筒1之间设置动力装置，例如泵，使得本试验设备结构更简单。

进一步，竖梁14也固定在底座17上，横梁12高度可调地连接在竖梁14上。具体地，在竖梁14上有竖向排列的多个通孔，通过螺栓13穿过竖梁14上的任一通孔与横梁12的一端连接，以固定横梁12。当然，实现横梁12高度可调地连接在竖梁14上的结构不局限于上述，例如竖梁14上的所有通孔可以改为一个通槽，这样横梁12就可以固定在任意高度；或者竖梁14上可以安装竖向滑轨，横梁12的一端与竖向滑轨连接，并且可设置锁紧件，当横梁12沿滑轨滑动到需要的高度时对横梁12进行锁紧。

横梁12-远离竖梁14的一端悬挂测力计9，优选为弹簧测力计。收集器5的顶端敞开，测力计9伸入收集器5中。由于横梁12的高度可调，所以测力计9的高度也能够调节。

网板10通过吊绳连接在测力计9的底端，并且网板10通过测力计9和支架的悬挂而位于收集器5中。网板10由双层可相对移动的网构成，由此通过两层网的相对位置的移动错开，改变网板10整体的网孔的大小。

收集器5的出水口连接有出水导管7，出水导管7上设有开度可调的出水阀门6。接水筒8支承在底座17上，并且设置在出水导管7的出口下方，从出水导管7排出的水进入接水筒8收集。由此，收集器5和接水筒8之间无需动力装置，例如泵，使得本试验设备结构更简单。

如下描述试验过程：

测试之前，收集器5中盛放水，进水阀门3和出水阀门6均关闭，收集器5中的液位在两侧进水口和出水口处，处于静止状态。试验土体11放在网孔为1cm²的网板10上，通过调节横梁12的高度，保证在测试开始前，试验土体11没有进入收集器5的水中。

测试开始，调节横梁12的高度，使得试验土体11没入收集器5的水中，记录此时的测力计9的读数F₀。。然后打开进水阀门3和出水阀门4至合适开度，出水筒1的水流以一定速度进入收集器5，同时收集器5中的水通过出水导管7流出进入接水筒8。

测试过程中，记录出水筒1的液位和测力计9的读数。

通过不同时刻出水筒1流出水量体积计算单位时间流水量；

根据如下公式，通过测试不同时刻测力计9的读数计算不同时刻的测试试块崩解量：

A_t---试样在时间t的崩解量(％)；

F_t---时间t时测力计9读数；

F₀---开始时测力计9读数(无试验土体11时为0)。

如上，本实施例的模拟动水条件下土体崩解试验设备，形成动水水流，能够实现不可逆动水条件下土体的崩解试验，能够实现在实验室条件下对动水环境变化的加速模拟，并且使用方便，结构简单，特别适用于结构性粉质黏土的崩解试验。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对实用新型做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，包括支架、测力计(9)、网板(10)和收集器(5)；

所述测力计(9)悬挂在所述支架上，所述网板(10)连接在所述测力计(9)的底端，所述收集器(5)位于所述测力计(9)的下方，所述网板(10)通过所述测力计(9)和所述支架的悬挂而位于所述收集器(5)中；

所述收集器(5)上设有进水口和出水口，所述进水口和出水口的高度相等。

2.根据权利要求1所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，还包括出水筒(1)和液位测量装置(2)；

所述出水筒(1)的出水口通过进水导管(4)与所述收集器(5)的进水口连通，所述液位测量装置(2)设置在所述出水筒(1)中或设置在所述出水筒(1)上。

3.根据权利要求2所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述出水筒(1)为透明水筒，所述液位测量装置(2)为设置在所述出水筒(1)上的刻度。

4.根据权利要求2所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

在所述进水导管(4)上设置开度可调的进水阀门(3)。

5.根据权利要求2所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，还包括接水筒(8)；

所述收集器(5)的出水口连接有出水导管(7)，所述出水导管(7)上设有开度可调的出水阀门(6)；

所述接水筒(8)设置在所述出水导管(7)的出口下方。

6.根据权利要求5所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述测力计(9)的高度能够调节。

7.根据权利要求6所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述支架包括底座(17)、第一支座(16)、第二支座(15)、竖梁(14)和横梁(12)；

所述第一支座(16)和所述第二支座(15)固定在所述底座(17)上，所述第一支座(16)的高度高于所述第二支座(15)的高度，所述出水筒(1)支承在所述第一支座(16)上，所述出水筒(1)的出水口高度高于所述收集器(5)的进水口的高度；

所述竖梁(14)固定在所述底座(17)上，所述横梁(12)高度可调地连接在所述竖梁(14)上，所述测力计(9)悬挂在所述横梁(12)上。

8.根据权利要求1所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述网板(10)由双层可相对移动的网构成。

9.根据权利要求1所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述网板(10)通过吊绳与所述测力计(9)连接。

10.根据权利要求1所述的模拟动水条件下土体崩解试验设备，其特征在于，

所述测力计(9)为弹簧测力计。

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