CN214097436U - 一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，包括底座与若干个光滑不锈钢薄插板，底座顶面设有用以放置土壤的模型箱，底座底面设有用以承接渗水的雨水收集池，雨水收集池与模型箱之间经底座上的渗水细孔区域连通，模型箱顶部敞口设有喷洒机构。结构简单，能够室内研究土体在降雨条件下水分在其孔隙内部迁移可视化分布情况，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置。
背景技术
降雨诱发土壤失稳在时序上属于“降雨-土体水分迁移-水力相互作用-边坡失稳”的过程，因此，如何刻画土壤内孔隙分布情况和水分在土壤孔隙中迁移过程是揭示降雨诱发土体失稳机制的基础与核心内容之一。本案为了达到测量、降雨模拟经济、操作简单、水分渗流可视化的目的，设计一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，包括底座与若干个光滑不锈钢薄插板，底座顶面设有用以放置土壤的模型箱，底座底面设有用以承接渗水的雨水收集池，雨水收集池与模型箱之间经底座上的渗水细孔区域连通，模型箱顶部敞口设有喷洒机构。
优选的，底座采用钢架制成，上部有一层方形承载板，渗水细孔区域位于方形承载板上，仅水可流下。
优选的，模型箱包括上下两端敞口的方形环座，方形环座的顶部敞口四边均铰接有侧壁。
优选的，模型箱的对立两侧壁内部设有若干个一一对应的竖直插槽，用以光滑不锈钢薄插板竖直插入。
优选的，模型箱材料为透明有机玻璃，两侧标有刻度线，精度1mm。
优选的，光滑不锈钢薄插板的板厚5mm，且底端采用刀刃形状，用于切土。
优选的，雨水收集池为尖端朝下的锥形结构，采用透明玻璃，并带有刻度值，用于收集渗流下的雨水。
优选的，喷洒机构包括降雨组件、高亮蓝试剂储蓄池、水压控制装置。
优选的，降雨组件包括网架，网架上设有若干个喷洒球体，喷洒球体的底部及周部均设有若干个微小孔道，网架的四角均设有竖直的伸缩杆，伸缩杆的底端均插入模型箱顶部四角的竖直孔洞。
优选的，水压控制装置用以调节降雨强度，其出水端经软管连接至若干个喷洒球体，进水端经软管、泵连接至高亮蓝试剂储蓄池，喷洒球体采用轻质塑料材质，高亮蓝试剂储蓄池为透明玻璃池并带有刻度，内部存放染色剂。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单，能够室内研究土体在降雨条件下水分在其孔隙内部迁移可视化分布情况，操作简单，使用方便。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的构造示意图。
图2为光滑不锈钢薄插板的构造示意图。
图3为光滑不锈钢薄插板与模型箱的插设俯视图。
图4为喷洒球体的构造示意图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~4所示，一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，包括底座1与若干个光滑不锈钢薄插板2，底座顶面设有用以放置土壤16的模型箱3，底座底面设有用以承接渗水的雨水收集池4，雨水收集池与模型箱之间经底座上的渗水细孔区域连通，模型箱顶部敞口设有喷洒机构5。
在本实用新型实施例中，底座采用钢架制成，上部有一层方形承载板，渗水细孔区域位于方形承载板上，仅水可流下。
在本实用新型实施例中，模型箱包括上下两端敞口的方形环座6，方形环座的顶部敞口四边均铰接有侧壁7。
在本实用新型实施例中，模型箱的对立两侧壁内部设有若干个一一对应的竖直插槽8，用以光滑不锈钢薄插板竖直插入。
在本实用新型实施例中，模型箱材料为透明有机玻璃，两侧标有刻度线，精度1mm。
在本实用新型实施例中，光滑不锈钢薄插板的板厚5mm，且底端采用刀刃形状，用于切土。
在本实用新型实施例中，雨水收集池为尖端朝下的锥形结构，采用透明玻璃，并带有刻度值，用于收集渗流下的雨水。
在本实用新型实施例中，喷洒机构包括降雨组件、高亮蓝试剂储蓄池9、水压控制装置10。
在本实用新型实施例中，降雨组件包括网架11，网架上设有若干个喷洒球体12，喷洒球体的底部及周部均设有若干个微小孔道13，网架的四角均设有竖直的伸缩杆14，伸缩杆的底端均插入模型箱顶部四角的竖直孔洞15。
在本实用新型实施例中，水压控制装置用以调节降雨强度，其出水端经软管连接至若干个喷洒球体，进水端经软管、泵连接至高亮蓝试剂储蓄池，喷洒球体采用轻质塑料材质，高亮蓝试剂储蓄池为透明玻璃池并带有刻度，内部存放染色剂。
该用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置的工作原理为：
步骤1：在室内一处空旷的地方找一块平整的地面，放置底座，再安装雨水收集池，最后在其上放置模型箱。
步骤2：采用防水胶带密封模型箱四边侧壁，后将原状土体或者重塑土放置于模型箱内，实时观察刻度线，至模型箱顶端口2cm处，并人工小心削平土层表面。
步骤3：安装喷洒机构。首先将降雨组件的四根伸缩杆与模型箱顶口端竖直孔洞插接，并调节伸缩杆高度至同一水平，再在其上安装喷洒球体；其次将高亮蓝试剂储蓄池与水压控制装置相连接，再与喷洒球体上的软管相连，完成安装。
步骤4：记录高亮蓝试剂储蓄池初始刻度，打开水压控制装置，调整好水压大小，以模拟不同情况下的雨强大小，持续时间大约30min，观察土体表层无积水出现，停止降雨，并再次记录高亮蓝试剂储蓄池刻度。
步骤5：拆卸喷洒机构，将剩余部分（含土体）自然风干24h后，记录土体下沉刻度值和雨水收集池刻度值。
步骤6：采用光滑不锈钢薄插板依次插入模型箱两侧的竖直插槽中，静待5min后，先拆掉模型箱四周的防水胶带，再打开模型箱的四侧壁，依次移动光滑不锈钢薄插板，使得各切面分离，最后进行土体剖面的观察。
步骤7：室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验完成，后序采用高精度摄像机拍摄剖面，并进行二值化图像处理等操作，对土体内部不同孔隙发育特征和水分入渗情况进行研究。
整个过程操作方便。本专利将模型箱与喷洒机构巧妙结合在一起，并可拆卸，方便了试验人员进行试验和后期拆卸仪器。降雨组件的支撑设置为可升降式，试验者可根据实际要求，进行必要调整，雨强根据水压控制装置进行调节。模型箱四侧壁采用可展开式，方便后期可视化的观察土体内部孔隙中水分的迁移分布情况。锥形雨水收集池便于收集下部土体中雨水的流出。
精确性测量。模型箱上设置了刻度线，试验人员可以实时观察土体的高度位置，来确定降雨对土体最终沉降的影响；另一方面，对于重塑土装填过程中，可以精确观察模型箱中土体的实时填入量；高亮蓝染色剂储蓄池和模型箱底部的雨水收集池都带有刻度，以统计模拟降雨在土体中流入量及渗出量；光滑不锈钢薄插板、竖直插槽便于在后期精确性切割土体，达到可视化观察的目的。
扰动小、可视化观察。采用高亮蓝试剂储蓄池与模型箱切割土体相结合，达到可视化观察土体内水分分布的目的。预设竖直插槽搭配光滑不锈钢薄插板来切割雨后土体，可减少切割对于土体孔隙的扰动影响。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：包括底座与若干个光滑不锈钢薄插板，底座顶面设有用以放置土壤的模型箱，底座底面设有用以承接渗水的雨水收集池，雨水收集池与模型箱之间经底座上的渗水细孔区域连通，模型箱顶部敞口设有喷洒机构。
2.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：底座采用钢架制成，上部有一层方形承载板，渗水细孔区域位于方形承载板上，仅水可流下。
3.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：模型箱包括上下两端敞口的方形环座，方形环座的顶部敞口四边均铰接有侧壁。
4.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：模型箱的对立两侧壁内部设有若干个一一对应的竖直插槽，用以光滑不锈钢薄插板竖直插入。
5.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：模型箱材料为透明有机玻璃，两侧标有刻度线，精度1mm。
6.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：光滑不锈钢薄插板的板厚5mm，且底端采用刀刃形状，用于切土。
7.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：雨水收集池为尖端朝下的锥形结构，采用透明玻璃，并带有刻度值，用于收集渗流下的雨水。
8.根据权利要求1所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：喷洒机构包括降雨组件、高亮蓝试剂储蓄池、水压控制装置。
9.根据权利要求8所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：降雨组件包括网架，网架上设有若干个喷洒球体，喷洒球体的底部及周部均设有若干个微小孔道，网架的四角均设有竖直的伸缩杆，伸缩杆的底端均插入模型箱顶部四角的竖直孔洞。
10.根据权利要求9所述的用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置，其特征在于：水压控制装置用以调节降雨强度，其出水端经软管连接至若干个喷洒球体，进水端经软管、泵连接至高亮蓝试剂储蓄池，喷洒球体采用轻质塑料材质，高亮蓝试剂储蓄池为透明玻璃池并带有刻度，内部存放染色剂。
Priority Applications (1)
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| CN202023058242.6U CN214097436U (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置 |
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Publications (1)
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| CN214097436U true CN214097436U (zh) | 2021-08-31 |
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| CN202023058242.6U Active CN214097436U (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种用于室内模拟降雨的土壤水分可视化迁移试验装置 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-12-18 CN CN202023058242.6U patent/CN214097436U/zh active Active
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