本發(fā)明涉及土層崩解研究模型領(lǐng)域，具體涉及一種巖溶地區(qū)荷載作用下土層崩解裝置。

背景技術(shù)：

不同豎向荷載、不同地下水位、不同地下水溫度條件下巖溶地區(qū)土層崩解作用均不相同，目前關(guān)于巖溶崩解的研究均采用野外調(diào)查分析以及結(jié)合室內(nèi)崩解實驗的方法，缺乏室內(nèi)崩解模擬實驗。因此，為了推動巖溶塌陷理論的完善與發(fā)展，使理論研究為生產(chǎn)服務(wù)，研制一種室內(nèi)“巖溶地區(qū)荷載作用下土層崩解”的模型亟待進(jìn)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

綜上所述，為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種巖溶地區(qū)荷載作用下土層崩解裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種巖溶地區(qū)荷載作用下土層崩解裝置，包括裝土容器、第一隔板和第二隔板，所述裝土容器為有機玻璃制成且其內(nèi)部裝有土樣，在所述裝土容器的上方設(shè)有向其內(nèi)部土樣施加壓力的千斤頂；所述第一隔板和所述第二隔板分別設(shè)在所述裝土容器內(nèi)且對應(yīng)土樣的兩側(cè)的位置，所述第一隔板和所述第二隔板分別與所述裝土容器兩側(cè)的內(nèi)壁形成第一水箱和第二水箱，在所述第一隔板和所述第二隔板上均設(shè)有與土樣連通的水孔；

所述第一水箱和所述第二水箱的側(cè)壁底部分別連接有第一水頭調(diào)節(jié)管和第二水頭調(diào)節(jié)管，在所述第一水箱和所述第二水箱其中一個水箱的上方設(shè)有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水閥門；

所述裝土容器的底部設(shè)有密封閥門，所述裝土容器內(nèi)的土樣中且相對所述密封閥門的頂部和一側(cè)分別設(shè)有第一土壓力檢測盒和第二土壓力檢測盒，所述裝土容器內(nèi)的土樣的底部設(shè)有孔隙水壓力計，并且所述第一土壓力檢測盒、第二土壓力檢測盒和所述孔隙水壓力計的導(dǎo)線連接的測量結(jié)果顯示屏貼住所述裝土容器的內(nèi)側(cè)壁。

本發(fā)明的有益效果是：通過該裝置可以研究不同豎向荷載、不同水位條件下土層崩解以及崩解過程中土壓力變化；裝土容器使用有機玻璃材料，耐酸堿性，試驗過程具有可視性；同時操作簡單，可反復(fù)使用，使用完畢可拆卸利于保存。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，在所述第一水箱和所述第二水箱其中上方設(shè)有進(jìn)水管的一個水箱內(nèi)設(shè)有溫度控制儀。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過溫控儀調(diào)節(jié)對應(yīng)水箱內(nèi)的水溫，以研究不同地下水溫度土層崩解以及崩解過程中土壓力變化。

進(jìn)一步，所述第一水箱和所述第二水箱的底部分別設(shè)有第一閥門和第二閥門。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：實驗結(jié)束后便于排出水箱內(nèi)的水體。

進(jìn)一步，所述裝土容器內(nèi)對應(yīng)土樣的頂部設(shè)有壓板，所述千斤頂通過壓板向土樣施加壓力。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：保證土樣受力均勻。

進(jìn)一步，所述裝土容器處于反力鋼架內(nèi)，所述千斤頂處于所述反力鋼架內(nèi)的頂部。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：便于千斤頂對土樣施加壓力。

進(jìn)一步，所述反力鋼架兩側(cè)頂部分別設(shè)有固定環(huán)和繩索，所述繩索穿過同一側(cè)的所述固定環(huán)后將所述第一水頭調(diào)節(jié)管或者所述第二水頭調(diào)節(jié)管捆綁固定在相應(yīng)的固定環(huán)上。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：實現(xiàn)水頭調(diào)節(jié)管的固定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、裝土容器，2、第一水箱，3、第二水箱，4、密封閥門，5、第一土壓力檢測盒，6、第二土壓力檢測盒，7、孔隙水壓力計，8、進(jìn)水閥門，9、第一水頭調(diào)節(jié)管，10、第二水頭調(diào)節(jié)管，11、溫控儀，12、第一閥門，13、第二閥門，14、第一隔板，15、第二隔板，16、反力鋼架，17、千斤頂，18、固定環(huán)，19、繩索。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種巖溶地區(qū)荷載作用下土層崩解裝置，包括裝土容器1、第一隔板14和第二隔板15，所述裝土容器1處于反力鋼架16上。所述裝土容器1為有機玻璃制成且其內(nèi)部裝有土樣，裝土容器1使用有機玻璃材料，耐酸堿性，試驗過程具有可視性。在所述裝土容器1的上方設(shè)有向其內(nèi)部土樣施加壓力的千斤頂17，具體如下：所述裝土容器1內(nèi)對應(yīng)土樣的頂部設(shè)有壓板，所述千斤頂17通過壓板向土樣施加壓力保證其受力均勻。所述裝土容器1處于反力鋼架16內(nèi)，所述千斤頂17處于所述反力鋼架內(nèi)的頂部。

所述第一隔板14和所述第二隔板15分別設(shè)在所述裝土容器1內(nèi)且對應(yīng)土樣的兩側(cè)的位置，如果不設(shè)置隔板，裝土容器1內(nèi)的土樣因為無法施加壓力而不能定型。所述第一隔板14和所述第二隔板15分別與所述裝土容器1兩側(cè)的內(nèi)壁形成第一水箱2和第二水箱3，在所述第一隔板14和所述第二隔板15上均設(shè)有與土樣連通的水孔。所述第一水箱2和所述第二水箱3的側(cè)壁底部分別連接有第一水頭調(diào)節(jié)管9和第二水頭調(diào)節(jié)管10，所述反力鋼架16兩側(cè)頂部分別設(shè)有固定環(huán)18和繩索19，所述繩索19穿過同一側(cè)的所述固定環(huán)18后將所述第一水頭調(diào)節(jié)管9或者所述第二水頭調(diào)節(jié)管10捆綁固定在相應(yīng)的固定環(huán)18上。在所述第一水箱2和所述第二水箱3其中一個水箱的上方設(shè)有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水閥門8。在所述第一水箱2和所述第二水箱3其中上方設(shè)有進(jìn)水管的一個水箱內(nèi)設(shè)有溫度控制儀11。所述第一水箱2和所述第二水箱3的底部分別設(shè)有第一閥門12和第二閥門13。

所述裝土容器1的底部設(shè)有密封閥門4，所述裝土容器1內(nèi)的土樣中且相對所述密封閥門4的頂部和一側(cè)分別設(shè)有第一土壓力檢測盒5和第二土壓力檢測盒6，所述裝土容器1內(nèi)的土樣的底部設(shè)有孔隙水壓力計7，并且所述第一土壓力檢測盒5、第二土壓力檢測盒6和所述孔隙水壓力計7導(dǎo)線連接的測量結(jié)果顯示屏貼住所述裝土容器1的內(nèi)側(cè)壁。

上述裝置組裝完成后，關(guān)閉密封閥門4，于裝土容器1內(nèi)安裝第一層土樣，厚約10cm，壓實并埋入第二土壓力檢測盒6和孔隙水壓力7。然后鋪設(shè)第二層土樣，并埋入第一土壓力檢測盒5，土樣壓實后繼續(xù)分層安裝土樣并壓實，直至土樣安裝完畢。在土樣上表面對應(yīng)的反力架16的頂部安裝千斤頂17，并給千斤頂17施加壓力至設(shè)計壓力。關(guān)閉第一閥門12和第二閥門13，再打開進(jìn)水閥門8，利用第一水頭調(diào)節(jié)管9和第二水頭調(diào)節(jié)管10調(diào)節(jié)裝土容器1內(nèi)的水頭至設(shè)計高度，若需要進(jìn)行溫度條件下崩解實驗，則打開溫控儀11，否則省略此步驟。待水箱內(nèi)的水溫度和水頭高度穩(wěn)定后，觀測記錄孔隙水壓力計7、土壓力檢測盒5以及土壓力檢測盒6讀數(shù)，打開密封閥門4，觀測土體以及水的變化情況，并觀測記錄孔隙水壓力計7、土壓力檢測盒5和土壓力檢測盒6讀數(shù)，孔隙水壓力計7用于測量土樣孔隙中的水壓力，土壓力檢測盒5測土樣垂直方向的土壓力，土壓力檢測盒6測土樣水平方向的土壓力。待土體崩解完土體穩(wěn)定后測量土體的崩解量、土洞的形狀及尺寸。實驗結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥門8，打開第一閥門12和第二閥門13，千斤頂17卸載，拆除土樣及設(shè)備即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。