CN212722521U - 一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 - Google Patents
一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212722521U CN212722521U CN202021581428.7U CN202021581428U CN212722521U CN 212722521 U CN212722521 U CN 212722521U CN 202021581428 U CN202021581428 U CN 202021581428U CN 212722521 U CN212722521 U CN 212722521U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- tank
- local dynamic
- constant
- soil layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本实用新型属于实验设备技术领域，具体公开了一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，包括试验箱、管头、进水管和水箱，水箱内设有隔板，隔板一侧作为恒水箱，另一侧作为补水箱，补水箱用于给恒水箱补水；试验箱中预填充有试验填筑土体，恒水箱上设有出水口，出水口通过进水管与管头连接，管头预埋在试验填筑土体内；恒水箱内的水位高度高于管头的出水端口。通过设置恒水箱内的水面与埋设于土体内部的管头之间的高程，来有效模拟具有特定初始水压力的局部动水源，使之精确模拟实际动水环境下的土层渗透性态。整个试验设计可靠，且试验现象方便监测，能够准确模拟局部动水环境下土层的渗透性态。
Description
技术领域
本实用新型属于实验设备技术领域，涉及一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置。
背景技术
水影响下的岩土体工程性状一直是研究的热点，为更好地了解水-土之间的作用规律及影响性态，众多国内外学者进行了大量的现场试验研究、室内模型试验研究以及数值分析。现场试验是最客观且直接的研究方法，但由于现场试验无法看到内部水-土的作用规律，且容易受到实际探测目标多解性的干扰，难以获得理想的试验效果。数值模拟方法是一种从实际研究对象抽象出数值模型进行研究的方法，但针对复杂的动水环境下水-土耦合的相互作用，现有的数值模拟手段很难还原其中的作用机理。模型试验是指在实验室条件下，用不同比例尺的模型对实际工况进行研究的重要科学方法，其优势在于可再现原型的各种现象与过程，可人为控制试验参量，试验条件设定灵活。基于此，室内试验作为研究水影响下岩土体工程性状的最优选择。
目前的室内试验研究中，水流的补给方式基本上都是多点补给，如大面积降雨入渗或在土层表面灌溉等。除多点供水外，渗漏水的供水方式也有单点供水，例如在地铁隧道施工过程中，很容易破坏原有的城市地下输水管道，从而导致在某一点发生突涌水。对于研究多点补给供水下的岩土体渗透性态，现有的模型试验系统较为多样和完善，但是对于研究单点突涌水下的岩土体渗透性态，并没有较合适的模型实验系统。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，可以模拟具有一定初始水压力的局部动水源，可以有效测试局部动水环境下的土层渗透性态。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，包括试验箱、管头、进水管和水箱，水箱内设有隔板，隔板一侧作为恒水箱，另一侧作为补水箱，补水箱用于给恒水箱补水；
试验箱中预填充有试验填筑土体，恒水箱上设有出水口，出水口通过进水管与管头连接，管头预埋在试验填筑土体内；
恒水箱内的水位高度高于管头的出水端口。
进一步，补水箱通过抽水管与恒水箱连通，在补水箱内设有水泵，抽水管一端与水泵连接，另一端放置在恒水箱中。
进一步，在恒水箱中设有液位计，液位计连接有单片机，单片机与水泵连接。
进一步，进水管上设有阀门。
进一步，试验填筑土体内预埋有渗压计。
进一步，试验箱为顶面敞口的容器，试验箱采用透明钢化玻璃制成。
进一步，试验箱的内壁铺设有薄膜。
进一步，管头与进水管相连处以及进水管与恒水箱相连处，均采用防水胶密封。
进一步，管头采用镀锌铁皮制成。
进一步，管头的出水端口设有滤网。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型针对实际的城市管道破裂漏水灾害背景，提出了一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，包括试验箱、管头、进水管、恒水箱和补水箱，恒水箱通过进水管与管头连接，管头预埋在试验箱内的土体中，通过设置恒水箱内的水面与埋设于土体内部的管头之间的高程，来有效模拟具有特定初始水压力的局部动水源。整个试验设计可靠，且试验现象方便监测，能够准确模拟局部动水环境下土层的渗透性态和水流路径的运移模式，为构建土层在局部动水环境下的渗流扩散数学模型提供理论基础，进而为类似灾害事故的安全防控提供充足的理论指导。
进一步，补水箱通过抽水管与恒水箱连通，在补水箱内设有水泵，通过实验计算提前设计好水泵的功率，以保证恒水箱内的出水量与水泵吸入的入水量平衡，补水箱通过水泵与抽水管为恒水箱持续供水来维持固定的水位。
进一步，在土层中布设渗压计，可以实施测试土层涌水时的水压力变化情况。
进一步，试验箱采用透明钢化玻璃制成，方便观察土层外部的变形现象。
进一步，在试验箱的内壁铺设有薄膜，更好地保证了试验箱内壁四周的封闭性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1为试验填筑土体，2为试验箱，3为管头，4为进水管，5为阀门，6为恒水箱，7为补水箱，8为抽水管，9为水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
如图1所示，本实用新型的一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，包括试验箱2、管头3、进水管4和水箱，水箱内设有隔板，隔板一侧作为恒水箱6，另一侧作为补水箱7，补水箱7用于给恒水箱6补水；试验箱2中预填充有建筑土体，恒水箱6上设有出水口，出水口通过进水管4与管头3连接，管头3预埋在建筑土体内；恒水箱6内的水位高度高于管头3的出水端口。
可通过设置恒水箱6内的水面与埋设于土体内部的管头3之间的高程，来有效模拟具有特定初始水压力的局部动水源，使之精确模拟实际动水环境下的土层渗透性态。
具体地，补水箱7通过抽水管8与恒水箱6连通，在补水箱7内设有水泵9，抽水管8一端与水泵9连接，另一端放置在恒水箱6中。通过实验计算提前设计好水泵9的功率，以保证恒水箱6内的出水量与入水量平衡，补水箱7通过水泵9与抽水管8为恒水箱6持续供水来维持固定的水位。
更优地，也可以采用智能控制来控制恒水箱6的水位，在恒水箱6中设有液位计，液位计连接有单片机，单片机与水泵9连接，通过单片机控制水泵9的开启或关闭。
进水管4上设有阀门5，阀门5PPR球阀。实验开始时，打开阀门5。
试验箱2为顶面敞口的容器，试验填筑土体1从顶部开口放入。
更优地，试验箱2采用透明钢化玻璃制成，方便观察土层外部的变形现象，
更优地，在试验箱2的内壁铺设有薄膜，更好地保证了试验箱2内壁四周的封闭性。
更优地，管头3与进水管4相连处以及进水管4与恒水箱6相连处，均采用防水胶密封，防止漏水。
更优地，管头3采用镀锌铁皮制成，管头3的出水端口设有尼龙滤网，防止水流出时的水花四溅，保证管头3中的水与周围土层的充分接触。
具体地，水泵9采用YLJ-750型潜水式水泵9，水泵9扬程在0-2m范围内。
进水管4的类型为PPR水管，内壁管径为16mm；抽水管8的类型为PVC钢丝管，内壁管径为10mm。
更优地，可在填筑土体及管头3的同时，在土层中布设应变式渗压计用于测试土层涌水时的水压力变化，再使用应变采集仪将渗压计的测量信息采集并进行处理运算。
首先根据所需测试水压换算对应的水头高度h，并根据模型相似比，选取模型中的水头高度，该水头高度为管头3至恒水箱6水位的垂直高度。
确定好模型中的水头高度，便开始准备试验，包括以下几个步骤：
步骤1：逐层往试验箱2内填充试验填筑土体1，确保土体密实的同时顺利将管头3以及部分进水管4埋设与土层内；
步骤2：将进水管4的另一侧连接恒水箱6；
步骤3：调整恒水箱6的高度以及内部水位，使其满足模型中的水头高度要求；
步骤4：将抽水管8一端放置于恒水箱6内，另一端连接水泵9一起放置于补水箱7内；恒水箱6通过水泵9与抽水管8来持续供水来维持固定的水位。
步骤5：开始试验，同时打开阀门5和水泵9，开始记录时间，试验期间通过调整水泵9的功率来保证恒水箱6内的出水量与入水量平衡。
步骤6：关闭阀门5停止试验。
可在试验结束后，按照一定的垂直层面，将试验箱2内的土面逐层刨开，来测定土层不同深度处的浸水锋面推进范围，以此来研究局部动水环境下土层渗透性态的空间分布。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，包括试验箱(2)、管头(3)、进水管(4)和水箱，水箱内设有隔板，隔板一侧作为恒水箱(6)，另一侧作为补水箱(7)，补水箱(7)用于给恒水箱(6)补水；
试验箱(2)中预填充有试验填筑土体(1)，恒水箱(6)上设有出水口，出水口通过进水管(4)与管头(3)连接，管头(3)预埋在试验填筑土体(1)内；
恒水箱(6)内的水位高度高于管头(3)的出水端口。
2.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，补水箱(7)通过抽水管(8)与恒水箱(6)连通，在补水箱(7)内设有水泵(9)，抽水管(8)一端与水泵(9)连接，另一端放置在恒水箱(6)中。
3.根据权利要求2所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，在恒水箱(6)中设有液位计，液位计连接有单片机，单片机与水泵(9)连接。
4.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，进水管(4)上设有阀门(5)。
5.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，试验填筑土体(1)内预埋有渗压计。
6.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，试验箱(2)为顶面敞口的容器，试验箱(2)采用透明钢化玻璃制成。
7.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，试验箱(2)的内壁铺设有薄膜。
8.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，管头(3)与进水管(4)相连处以及进水管(4)与恒水箱(6)相连处，均采用防水胶密封。
9.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，管头(3)采用镀锌铁皮制成。
10.根据权利要求1所述的测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置，其特征在于，管头(3)的出水端口设有滤网。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021581428.7U CN212722521U (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021581428.7U CN212722521U (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212722521U true CN212722521U (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=74911911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021581428.7U Expired - Fee Related CN212722521U (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212722521U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441406A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-05-06 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种模拟基坑止水帷幕局部渗流的试验系统及其试验方法 |
-
2020
- 2020-08-03 CN CN202021581428.7U patent/CN212722521U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441406A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-05-06 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种模拟基坑止水帷幕局部渗流的试验系统及其试验方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108222082B (zh) | 多含水层条件下基坑动态降水室内模型试验方法及装置 | |
| WO2021017195A1 (zh) | 基于示踪水力层析反演的岩溶含水层砂箱试验系统及方法 | |
| CN207760898U (zh) | 多含水层条件下基坑动态降水室内模型试验装置 | |
| CN105716960A (zh) | 复杂地下水环境下的基坑开挖模型试验装置 | |
| CN106706416A (zh) | 模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置及使用方法 | |
| CN107462497B (zh) | 一种单井注入-抽水示踪实验模拟分析系统 | |
| CN206470116U (zh) | 一种模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置 | |
| CN104569341A (zh) | 真空预压联合电渗试验装置以及真空预压联合电渗试验的方法 | |
| CN103389260B (zh) | 桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法 | |
| CN212722521U (zh) | 一种测试局部动水环境下土层渗透性态的实验装置 | |
| CN105675846A (zh) | 潜水位和承压水头协同升降的基坑开挖模型试验装置 | |
| CN103604734A (zh) | 雨强可控的非饱和土雨水入渗模拟系统 | |
| CN111551322B (zh) | 天然气水合物开采泄漏的地质通道模拟系统及方法 | |
| CN203881499U (zh) | 一种用于消防气瓶的检漏装置 | |
| CN105719553A (zh) | 一种地下水回灌的仿真试验系统及其构建方法 | |
| CN206340266U (zh) | 全方位模拟隧道开挖过程的模型 | |
| CN207730418U (zh) | 波浪作用下海床动力响应实验设备 | |
| CN217358824U (zh) | 一种大断面矩形顶管摩阻力测试系统 | |
| CN207376706U (zh) | 一种景观水体自动给水排水系统 | |
| CN212506453U (zh) | 模拟基坑降水平面渗流与挡墙变形的室内模型试验系统 | |
| CN209729264U (zh) | 一种模拟地热尾水回灌路径的装置 | |
| CN209821187U (zh) | 岩溶水系统不同赋存环境下水岩相互作用模拟装置 | |
| CN110987363B (zh) | 一种模拟井水回灌引起含水层顶板变形与破坏的试验系统 | |
| CN110685302A (zh) | 一种可消除侧壁摩擦阻力影响的地下结构浮力试验装置 | |
| CN208206420U (zh) | 排水管道密封性检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210316 Termination date: 20210803 |