CN214503620U - 一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，包括台架、相似材料、模拟管线、输水系统和监测系统，台架是由有机透明玻璃粘结，由高强树脂螺母固定，相似材料分为三层，最下面一层为粗砂砾层，第二层为中砂砾层，上面一层为粉质黏土层，模拟管线包括第一模拟管、第二模拟管、第三模拟管和第四模拟管，输水系统包括储水池和抽水泵，监测系统由传感器和控制系统构成。本发明研究的水侵道路病害试验装置，解决了道路病害在水侵蚀情况下的发展规律问题，并且整个结构简单，与工程实践更为接近，更具有较广的适用范围。

Description

一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置

技术领域

本实用新型涉及城市道路病害检测领域，尤其是一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置。

背景技术

城市道路作为城市发展的脉络，直接关系着千百万城市居民的生产生活，城市道路的安全也直接影响着我们的出行方便，近年来由于很多城市道路已经进入了病害集中发展的时间节点，很多城市道路发生了一系列影响较大的道路病害事故。

城市道路病害主要分为道路疏松体、脱空、空洞和富水等几种类型，从以往的研究可以看出，影响城市道路病害发展的主要是水的因素，水的赋存直接影响了道路结构的变化，但是由于水对道路病害的发展也是发生于地下，不易被发现，因此建立水侵道路的试验模型进行研究就显得尤为重要。

目前关于水侵道路引发的病害的研究较多，但提出来的模型较少，也不能较好的研究赋水对道路破坏，主要是存在以下几个问题：

①模型不能直观的表现水对道路病害的侵蚀情况。

②有的材料单一，并不能反应工程道路材料的实际情况。

③很少能从是否压力水，材料自重方面对其破坏原理进行分析。

鉴于传统道路病害模型研究所存在的上述问题，亟需能够符合现实工程实际的水侵道路模型试验装置，特别是能够直观反应、不同工况下的水侵道路病害发展情况的装置。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术不足，提供一种结构简单，可用于城市道路在受到水的侵蚀情况下，分析不同材料，不同管径，不同水压条件下的城市道路病害发展情况，揭示病害发展规律，探究病害可能产生次生灾害的可能，有利用在城市道路中对病害发展及规律有进一步的探索。

本实用新型是设计了一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，包括台架、相似材料、模拟管线、输水系统和监测系统，台架是由有机透明玻璃粘结，由高强树脂螺母固定，相似材料分为三层，最下面一层为粗砂砾层，第二层为中砂砾层，上面一层为粉质黏土层，模拟管线包括第一模拟管、第二模拟管、第三模拟管和第四模拟管，输水系统包括储水池和抽水泵，监测系统由传感器和控制系统构成。

进一步的，所述的相似材料从下到上分层铺设，并压实填满。

进一步的，所述有机透明玻璃上设置四个预留孔，模拟管可以通过预留孔埋设到相似材料中，孔大小和模拟管管径相匹配。

进一步的，所述第一模拟管管径为15mm，材质为PPR（三型聚丙烯）管，第二模拟管管径25mm，材质为PPR（三型聚丙烯）管，第三模拟管为15mm，材质为混凝土管，第四模拟管管径25mm，材质为混凝土管。

进一步的，所述抽水泵将地下水抽至储水池，储水池通过输水管连接模拟管，每条输水管和模拟管之间设置有流量计。通向第一模拟管和第二模拟管的输水管上设置有加压泵。

进一步的，所述传感器包括监测表面裂缝的裂缝光纤传感器和监测空洞发育的分布式光纤传感器，通过传输线可以将数据直接传至控制系统。

进一步的，所述每个模拟管中间都设置有管缺口。

本实用新型中的模拟管，设置成不同管径、不同材质，设置的目的是为了研究不同管径下水流量对病害的发展情况，不同材质可以分析自重对表面裂缝发展的影响情况。

本实用新型第一模拟管和第二模拟管加装了加压泵，是为了模拟工程实际中给水管渗漏的情况，加压会对道路破坏产生的影响。

本实用新型采用光纤传感器对模拟试验过程中表面裂缝和空洞发展进行监测，并将数据传递到控制系统，控制系统可以将数据处理，实时显示病害的发展情况。

本实用新型解决了模型试验中道路病害中水侵问题，具有以下优势：

1、分析不同材质、不同管径下水对道路病害的发展规律影响。

2、分别探究给水管和排水管不同功能管道的渗漏对道路病害的影响。

3、采用光纤传感器可以实时监控病害的发展规律，更好的研究道路病害受到水的影响情况。

附图说明

图1 结构示意图；

图2 模拟管线安装示意图；

附图标记：

其中：有机透明玻璃1，高强树脂螺母2，粗砂砾层3，中砂砾层4，粉质黏土层5，第一模拟管6，第二模拟管7，第三模拟管8，第四模拟管9，预留孔10，流量计11，增压泵12，输水管13，储水池14，抽水泵15，管缺口16，裂缝光纤传感器17，分布式光纤传感器18，传输线19，控制系统20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

从图1和图2中，一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，包括台架、相似材料、模拟管线、输水系统和监测系统，台架是由有机透明玻璃1粘结，由高强树脂螺母2固定，相似材料分为三层，最下面一层为粗砂砾层3，第二层为中砂砾层4，上面一层为粉质黏土层5，模拟管线包括第一模拟管6、第二模拟管7、第三模拟管8和第四模拟管9，输水系统包括储水池14和抽水泵15，监测系统由传感器和控制系统20构成。

所述的相似材料从下到上分层铺设，并压实填满。

所述在有机透明玻璃1上设置四个预留孔10，模拟管可以通过预留孔10埋设到相似材料中，孔大小和模拟管管径相匹配。

所述第一模拟管6管径为15mm，材质为PPR（三型聚丙烯）管，第二模拟管7管径25mm，材质为PPR（三型聚丙烯）管，第三模拟管8为15mm，材质为混凝土管，第四模拟管9管径25mm，材质为混凝土管。

所述抽水泵15将地下水抽至储水池14，储水池14通过输水管13连接模拟管，每条输水管13和模拟管之间设置有流量计11。通向第一模拟管6和第二模拟管7的输水管13上设置有加压泵12。

所述传感器包括监测表面裂缝的裂缝光纤传感器17和监测空洞发育的分布式光纤传感器18，通过传输线19可以将数据直接传至控制系统20。

所述每个模拟管中间都设置有管缺口16。

该结构具体施作过程如下，将台架安装好，即将有机透明玻璃1粘结在一起，然后采用高强树脂螺母2固定，并做好预留孔10的安设；开始铺设相似材料，分层进行铺设，并安装模拟管，铺设相似材料和模拟管的同时将传感器进行埋设，将各个模拟管都和储水池14、抽水泵15安装就位，模拟管和输水管13之间的流量计11安装完毕，整个装置结构就完成的安装，根据试验要求进行各个试验即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，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。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 (7)

1.一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：由台架、相似材料、模拟管线、输水系统和监测系统组成，台架是由有机透明玻璃粘结，由高强树脂螺母固定，相似材料分为三层，最下面一层为粗砂砾层，第二层为中砂砾层，上面一层为粉质黏土层，模拟管线包括第一模拟管、第二模拟管、第三模拟管和第四模拟管，输水系统包括储水池和抽水泵，监测系统由传感器和控制系统构成。

2.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：相似材料从下到上分层铺设，并压实填满。

3.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：有机透明玻璃上设置四个预留孔，模拟管可以通过预留孔埋设到相似材料中，孔大小和模拟管管径相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：第一模拟管管径为15mm，材质为PPR管，第二模拟管管径25mm，材质为PPR管，第三模拟管为15mm，材质为混凝土管，第四模拟管管径25mm，材质为混凝土管。

5.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：抽水泵将地下水抽至储水池，储水池通过输水管连接模拟管，每条输水管和模拟管之间设置有流量计，通向第一模拟管和第二模拟管的输水管上设置有加压泵。

6.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：传感器包括监测表面裂缝的裂缝光纤传感器和监测空洞发育的分布式光纤传感器，通过传输线可以将数据直接传至控制系统。

7.根据权利要求1所述的一种用于道路病害分析的水侵模型试验装置，其特征是：所述每个模拟管中间都设置有管缺口。

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