CN220525602U - 一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，包括槽体和水箱，水箱内设置有水位恒定装置；槽体正面与背面内壁设有凹槽，可选择性地插入挡土板或封条，实现模型尺寸的自由调节。所述槽体为矩形无机玻璃板通过玻璃胶沾制而成的无盖长方体结构，槽体正面玻璃板为可拆卸活动面板，槽体背面玻璃板设有试验监测点，水箱位于槽体的左部，槽体和水箱之间通过玻璃板隔开，槽体左侧以及右侧玻璃板下方设有槽体进水口和槽体出水口，水箱与槽体通过槽体进水口相通，槽体出水口设置有出水闸门。本实用新型可应对不同类型的土体渗流试验，具有应用范围广、操作简单和可循环使用等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程渗流试验装置领域，具体涉及一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置。
背景技术
渗流是自然界普遍存在的现象，它是指液体在水力势能的驱动下在多孔介质材料中的流动。在水利工程领域，挡水建筑物内不可避免地会存在渗流，在渗流持续性的作用下，多孔介质材料中的颗粒会在孔隙间发生位移，即表现为液体渗流对多孔介质材料的侵蚀。针对结构中的渗流，若不加以监测和控制，当其侵蚀程度超过了挡水建筑物的承受范围时，挡水建筑物会发生破坏，造成严重的生命财产损失。因此，有必要对挡水建筑物中的渗流进行研究。
目前，挡水建筑物中的渗流问题往往通过室内模型试验来研究，但室内模型试验装置往往存在以下几个缺点：1、试验装置纵向较深，试验前沙土等多孔介质的布置较为困难；2、试验中装置内沙土等多孔介质材料容易沾粘在装置表面，影响试验过程中对试验结果的观察，同时试验结束后沙土等多孔介质材料难以清除，装置难以再次利用；3、用以模拟渗流的液体若是要保证一定水位，需要依赖人工持续性地加水，自动化程度低；4、试验装置尺寸无法调整，根据不同规格的试验模型，装置需要针对性定制，试验成本较高；5、监测传感器的设置需要在装置表面钻孔，工序较为繁琐且不可逆，同一位置的监测传感器也无法替换，针对研究中不同监测需求的试验组需要重新制作装置。
因此，研发一种可自由调节模型尺寸的多功能渗漏试验装置能够避免一种或一类试验完成后试验装置废弃，降低试验成本，同时提高试验装置利用率，减少资源浪费。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有试验装置的不足，提供了一种操作便捷，可循环使用的可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，该装置可实现针对不同监测需求、模型尺寸、渗流水位的多次试验。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，包括槽体和水箱，所述水箱内设置有水位恒定装置；所述槽体的正面与背面内壁设有凹槽，可选择性地插入挡土板或封条，实现模型尺寸的自由调节。
所述槽体为矩形无机玻璃板通过玻璃胶沾制而成的无盖长方体结构，槽体的正面玻璃板为可拆卸活动面板，槽体的背面玻璃板设有试验监测点，所述水箱位于所述槽体的左部，所述槽体和水箱之间通过玻璃板隔开，槽体的左侧以及右侧玻璃板下方留有矩形孔洞，分别作为槽体进水口和槽体出水口，所述水箱与槽体通过槽体进水口相通，槽体出水口设置有出水闸门，闸门由塑料板与所述槽体右侧玻璃板通过不锈钢铰链铰接组成。
所述水箱的左侧壁下部设置有水箱进水管，所述水位恒定装置安装于所述水箱进水管的末端。
进一步地，所述可拆卸活动面板由若干块等尺寸无机玻璃自上而下依次通过4个不锈钢铰链铰接组成，下部玻璃板通过不锈钢铰链与所述槽体的底部玻璃板铰接，槽体的两侧玻璃板边缘各设置有若干个塑料卡扣，自下而上分别布置在玻璃板的不同高度处，卡扣的头部截面为直角三角形，三角形斜边朝向所述槽体的外侧。
进一步地，所述试验监测点由呈矩阵分布的正方形孔洞组成，孔洞配有等尺寸的塑料盖板，塑料盖板包含密封盖板和监测盖板两种，其主要区别在于密封盖板无开孔，而监测盖板在盖板形心处设有开孔，开孔形状与温度、湿度和压力监测传感器的探头轮廓相匹配，监测传感器与对应监测盖板组合后即可安装于有数据采集需求的试验监测孔洞，无数据采集需求的试验监测孔洞则用密封盖板进行填堵。
进一步地，所述挡土板为塑料材质的长方形板，挡土板下方设置有矩形孔洞以供渗流液体流出，所述槽体内设置有8个等间距凹槽，挡土板可根据试验模型尺寸插入相应的凹槽，挡土板左侧的空余凹槽用封条进行填堵。
进一步地，所述水位恒定装置包括支撑框架、套筒、控制杆、连接杆、浮块和调节件，套筒固定在支撑框架上，套筒外壁设有锯齿条带，套筒顶部设有卡座；控制杆位于套筒内部，控制杆底部通过活塞控制水箱进水管开闭；调节杆上设有锯齿条带，并穿过浮块上的孔洞；连接杆穿过套筒顶部的卡座，两端通过塑料插销分别与调节杆和控制杆相连；调节件与套筒相连，调节件内嵌浮块，并且调节件和浮块可通过套筒以及调节杆上的锯齿条带调节高度。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型装置的槽体正面面板设为活动面板，方便试验前后材料的布置和清理，减少试验工作量。
2、通过水位恒定装置，可自动化地控制水位的恒定，解决传统试验装置需要依赖人工持续性地加水的问题。
3、通过调节挡土板位置，可实现模型尺寸的自由调节，克服模型尺寸无法根据试验需求进行调整的问题，实现试验装置的重复利用，减少资源浪费，削减试验成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型安装挡土板以及活动面板后试验装置的结构示意图；
图3为本实用新型水位恒定装置的结构示意图。
图中：1、槽体，2、水箱，3、水位恒定装置，4、凹槽，5、挡土板，6、封条，7、可拆卸活动面板，8、试验监测点，9、槽体进水口，10、槽体出水口，11、出水闸门，12、不锈钢铰链，13、塑料卡扣，14、塑料盖板，15、水箱进水管，16、支撑框架，17、套筒，18、控制杆，19、卡座，20、连接杆，21、调节杆，22、浮块，23、调节件。
具体实施方式
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。
如图1至图3所示，本实用新型一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，包括槽体1和水箱2，水箱2位于槽体1的左部；水箱2内设置有水位恒定装置3；
所述槽体1为矩形无机玻璃板通过玻璃胶沾制而成的无盖长方体结构，槽体1的正面与背面内壁设有凹槽4，可选择性地插入挡土板5或封条6，实现模型尺寸的自由调节。
槽体1正面设有可拆卸活动面板7，槽体1背面玻璃板设有试验监测点8，槽体1和水箱2之间通过玻璃板隔开，槽体1左侧以及右侧玻璃板下方留有矩形孔洞，分别作为槽体进水口9和槽体出水口10，水箱2与槽体1通过槽体进水口9相通，槽体出水口10设置有出水闸门11，闸门由塑料板与槽体右侧玻璃板通过不锈钢铰链12铰接组成。
水箱2左侧壁下部设置有水箱进水管15，水位恒定装置3安装于所述水箱进水管15的末端。
可拆卸活动面板7由3块等尺寸无机玻璃自上而下依次通过4个不锈钢铰链12铰接组成，下部玻璃板通过2个不锈钢铰链12与槽体1的底部玻璃板铰接，槽体1的两侧玻璃板边缘各设置有3个塑料卡扣13，自下而上分别布置在玻璃板高度的1/6、1/2和5/6处，卡扣头部截面为直角三角形，三角形斜边朝向槽体1外侧。
试验监测点8由7行9列共63的正方形孔洞组成，孔洞配有等尺寸的塑料盖板14，塑料盖板14包含密封盖板和监测盖板两种，其主要区别在于密封盖板无开孔，而监测盖板在盖板形心处有开孔，开孔形状与温度、湿度和压力监测传感器的探头轮廓相匹配，监测传感器与对应监测盖板组合后即可安装于有数据采集需求的试验监测孔洞，无数据采集需求的试验监测孔洞则用密封盖板进行填堵。
挡土板5为塑料材质的长方形板，挡土板5下方设置有矩形孔洞以供渗流液体流出，槽体1内设置有8个等间距凹槽4，挡土板5可根据试验模型尺寸插入相应的凹槽4，挡土板5左侧的空余凹槽4用封条6填堵。
水位恒定装置3包括支撑框架16、套筒17、控制杆18、连接杆20、浮块22和调节件23，套筒17固定在支撑框架16上，套筒17外壁设有锯齿条带，套筒17顶部设有卡座19；控制杆18位于套筒17内部，控制杆18底部通过活塞控制水箱进水管15开闭；调节杆21上设有锯齿条带，并穿过浮块22上的孔洞；连接杆20穿过套筒17顶部的卡座19，两端通过塑料插销分别与调节杆21和控制杆18相连；调节件23与套筒17相连，调节件23内嵌浮块22，并且调节件23和浮块22可通过套筒17以及调节杆21上的锯齿条带调节高度。
本实用新型装置进行试验的方法步骤为：
S1、将本实用新型验装置置于空旷工作台上，根据试验模型尺寸确定槽体1所需的长度，选择略大于所需长度的槽体凹槽4，在凹槽4中插入挡土板5。将封条6插入挡土板5左侧的空余凹槽4。
S2、根据试验需求确定监测传感器种类和试验监测点8，取下所选试验监测点8的封闭盖板，将监测传感器连同数据传输线从槽体1外侧穿过试验监测点8，将穿过试验监测点8的监测传感器与相对应的监测盖板进行组装，随后将组装后的监测盖板从槽体1内侧按压安装在试验监测点8的孔洞。
S3、在监测传感器布置完毕后，推动活动面板，将活动面板的第一层玻璃板推至槽体1正面并按压至侧面第一层塑料卡扣13内，卡扣将活动面板的第一层玻璃与槽体1侧面玻璃板相固定。根据试验需求将多孔介质材料布置在槽体1内直至材料高度与第一块玻璃板平齐。随后，重复上述操作分别安装第二和第三层活动面板，并同步布置多孔介质材料。
S4、在沙土布置完毕后，设置水箱2中水位恒定装置3的控制水位。纵向拖动调节件23以对控制水位进行设置，连接件23可在套筒17垂直方向上自由活动，并通过套筒17上的锯齿条带进行固定，向上或向下拖动调节件23，使其高度等于试验所需控制水位。凭借调节杆21上的锯齿条带，调节杆21的位置可以在垂直方向上自由调节，向下或向上拖动调节杆21使其上端铰接的连接杆20保持水平。打开槽体1右侧出水闸门11，在水箱2内倒入渗流液体直至水位接近控制水位，打开水位恒定装置3开关，水龙头出水直至水箱2内水位达到控制水位。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。本实用新型中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (5)
1.一种可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，其特征在于：包括槽体和水箱，所述水箱内设置有水位恒定装置；所述槽体的正面与背面内壁设有凹槽，通过选择性地插入挡土板或封条以实现模型尺寸的自由调节；所述槽体为矩形无机玻璃板通过玻璃胶沾制而成的无盖长方体结构，槽体的正面玻璃板为可拆卸活动面板，槽体的背面玻璃板设有试验监测点，所述水箱位于所述槽体的左部，所述槽体和水箱之间通过玻璃板隔开，槽体的左侧以及右侧玻璃板下方留有矩形孔洞，分别作为槽体进水口和槽体出水口，所述水箱与槽体通过槽体进水口相通，槽体出水口设置有出水闸门，闸门由塑料板与所述槽体右侧玻璃板通过不锈钢铰链铰接组成；所述水箱的左侧壁下部设置有水箱进水管，所述水位恒定装置安装于水箱进水管的末端。
2.根据权利要求1所述的可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，其特征在于：所述可拆卸活动面板由若干块等尺寸无机玻璃自上而下依次通过不锈钢铰链铰接组成，下部玻璃板通过不锈钢铰链与所述槽体的底部玻璃板铰接，所述槽体的两侧玻璃板边缘各设置有若干个塑料卡扣，自下而上分别布置在玻璃板不同高度处，卡扣的头部截面为直角三角形，三角形斜边朝向所述槽体的外侧。
3.根据权利要求1所述的可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，其特征在于：所述试验监测点由呈矩阵分布的正方形孔洞组成，孔洞配有等尺寸的塑料盖板，塑料盖板包含密封盖板和监测盖板，密封盖板无开孔，监测盖板在盖板形心处设有开孔，开孔形状与温度、湿度和压力监测传感器的探头轮廓相匹配，监测传感器与对应监测盖板组合后安装于有数据采集需求的试验监测孔洞，无数据采集需求的试验监测孔洞通过密封盖板填堵。
4.根据权利要求1所述的可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，其特征在于：所述挡土板为塑料材质的长方形板，挡土板下方设置有矩形孔洞以供渗流液体流出，所述槽体内设置有若干个等间距所述凹槽，所述挡土板根据试验模型尺寸插入相应的所述凹槽，挡土板左侧的空余凹槽用所述封条填堵。
5.根据权利要求1所述的可自由调节模型尺寸的多功能渗流试验装置，其特征在于：所述水位恒定装置包括支撑框架、套筒、控制杆、连接杆、浮块和调节件，套筒固定在支撑框架上，套筒外壁设有锯齿条带，套筒顶部设有卡座；控制杆位于套筒内部，控制杆底部通过活塞控制所述水箱进水管的开闭；调节杆上设有锯齿条带，并穿过浮块上的孔洞；连接杆穿过套筒顶部的卡座，两端通过塑料插销分别与调节杆和控制杆相连；调节件与套筒相连，调节件内嵌浮块，调节件和浮块通过套筒以及调节杆上的锯齿条带调节高度。
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