本實(shí)用新型涉及一種二維降雨入滲試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

滑坡與降雨的關(guān)系密切，長久以來許多專家學(xué)者都針對滑坡與降雨的關(guān)系做過大量的研究，其中主要有兩種途徑：一是基于降雨入滲誘發(fā)滑坡失穩(wěn)的物理過程建立相應(yīng)的物理模型，再利用這些物理模型進(jìn)行定量的評價(jià)；二是基于統(tǒng)計(jì)分析或者試驗(yàn)方法尋求降雨與滑坡之間的相關(guān)規(guī)律。物理模型裝置操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、材料容易獲取，能夠很好的模擬降雨入滲的過程。但是一般的降雨入滲物理試驗(yàn)裝置局限在一維，即垂直方向上的土壤入滲規(guī)律的研究?，F(xiàn)有試驗(yàn)裝置如下：

201521006275.2河海大學(xué)公開了一種降雨入滲模擬裝置，其主要是針對一維狀態(tài)下不同降雨強(qiáng)度下土壤的入滲模擬試驗(yàn)，而且能夠調(diào)節(jié)雨量，模型制作方便成本低。

201210369371.8清華大學(xué)公開了一種室內(nèi)土層降雨入滲自動(dòng)測定系統(tǒng)，其主要運(yùn)用自動(dòng)化測定的理念通過采用各種傳感器能夠自動(dòng)觀測進(jìn)行測試工作，但同時(shí)由于需要系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜成本較高，而且主要是針對一維狀態(tài)下的土壤入滲測試。

201520732401.6河海大學(xué)公布了一種室內(nèi)模擬降雨入滲的試驗(yàn)裝置，其主要也是針對一維土柱的情況下，采用傳感器收集數(shù)據(jù)的方法。

為解決上述試驗(yàn)裝置的局限性（只能在用于一維降雨入滲試驗(yàn)），本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種二維降雨入滲試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種能夠方便拆裝，可以模擬不同降雨強(qiáng)度下的二維降雨入滲模擬試驗(yàn)裝置，能夠方便模擬二維情況下的降雨入滲情況，從而能夠從水平向和垂直向?qū)涤耆霛B規(guī)律進(jìn)行研究。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種二維降雨入滲試驗(yàn)裝置，包括滲流裝置和降雨裝置，降雨裝置將水滴落到滲流裝置中，

所述滲流裝置包括殼體，殼體上端為傾斜開口，在開口較低一端設(shè)有第一缺口，第一缺口兩側(cè)具有滑槽，在滑槽內(nèi)插入有擋水板，在殼體底部設(shè)有濾水板，在殼體側(cè)板上開設(shè)有多個(gè)用來插入水分傳感器的儀器采集孔；

所述降雨裝置包括外殼，在外殼安裝有滴水板，外殼下端開口形狀與殼體上端開口形狀相對應(yīng)，所述外殼可分離式安裝在所述殼體上，在外殼一端設(shè)有與第一缺口相對應(yīng)的第二缺口，擋水板可向上滑動(dòng)到將第二缺口封閉。

所述殼體是擱置在滲流箱上，在滲流箱內(nèi)設(shè)有底面為斜面的空腔，在空腔較低一端設(shè)有滲流集水箱，殼體內(nèi)的水穿過濾水板流入到空腔內(nèi)，空腔內(nèi)的水匯集到集水箱內(nèi)，在所述集水箱上設(shè)有刻度線。

在擋水板下方外殼上安裝有徑流收集箱，在徑流收集箱設(shè)有刻度線。

在殼體外壁上設(shè)有多條刻度線。

在殼體外壁上設(shè)有掏土孔，在掏土孔上可拆卸式安裝有可將其密封的蓋板。

所述滴水板包括滴水板本體，在滴水板開設(shè)有多個(gè)滴水孔，所述滴水孔形狀為倒置的喇叭形，在滴水孔內(nèi)連通有滴水導(dǎo)管。

本實(shí)用新型的有益效果為：一是可適用于多種不同情況下的降雨試驗(yàn)，具體的可適用于不同坡度下，不同的降雨強(qiáng)度下的試驗(yàn)，也可進(jìn)行積水入滲與徑流的試驗(yàn)；二是本裝置為二維降雨入滲試驗(yàn)裝置，相較于一維的裝置，本裝置能夠從水平向和豎直向進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的搜集，從整體上講，其入滲規(guī)律更加貼合實(shí)際情況；三是本試驗(yàn)裝置構(gòu)造簡單，不需采用復(fù)雜的一起設(shè)備，無需精密的試驗(yàn)設(shè)備，但同時(shí)能夠達(dá)到較好的試驗(yàn)效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明：

圖1為本實(shí)用新型主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為本實(shí)用新型關(guān)于滲流裝置的后視剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為本實(shí)用新型關(guān)于降雨裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5為本實(shí)用新型關(guān)于降雨裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖6為圖1中A處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：滲流裝置1、降雨裝置2、儲水罐3、管道4、閥門5、滴水板6、蓋板7、滲流箱8、濾布9、滲流集水箱10、殼體11、擋水板12、徑流收集箱13、濾水板14、外殼21、滴水孔61、滴水導(dǎo)管62、空腔81、掏土孔101、儀器采集孔102、滑槽103、刻度線104、插孔105、第二缺口201、插腳202。

具體實(shí)施方式

如圖1到6所示：一種二維降雨入滲試驗(yàn)裝置，包括儲水罐3、滲流裝置1和降雨裝置2，儲水罐3通過帶有閥門5的管道4將水輸送到降雨裝置2內(nèi)，降雨裝置2將水滴落到滲流裝置1中，

所述滲流裝置1包括殼體11，殼體11上端為傾斜開口，在開口較低一端設(shè)有第一缺口，第一缺口兩側(cè)具有滑槽103，在滑槽103內(nèi)插入有擋水板12，在殼體11底部設(shè)有濾水板14，在殼體11側(cè)板上開設(shè)有多個(gè)用來插入水分傳感器的儀器采集孔102；

所述降雨裝置2包括外殼21，在外殼21安裝有滴水板6，外殼21下端開口形狀與殼體11上端開口形狀相對應(yīng)，所述外殼21可分離式安裝在所述殼體11上，在外殼21一端設(shè)有與第一缺口相對應(yīng)的第二缺口201，擋水板12可向上滑動(dòng)到將第二缺口201封閉。

殼體11、外殼21擋水板12可以使用透明有機(jī)玻璃制成，四周用角鋼維護(hù)，各個(gè)儀器采集孔102呈矩陣分布，儀器采集孔102大小為剛好安放進(jìn)水分傳感器為宜；在外殼21下端面上設(shè)有多個(gè)插腳202，在殼體11上端設(shè)有多個(gè)與插腳202相配合的插孔105，在外殼21安裝到殼體11上后，插腳202插入在插孔105中，插腳202和插孔105用來固定外殼21，在外殼21與殼體11之間接縫處和擋水板12與第二缺口201接縫處粘貼上膠布，以將接縫進(jìn)行密封。

殼體11上端為傾斜開口，將土樣裝滿殼體11內(nèi)后，土樣上端面也為斜面，以模擬地表徑流，傾斜開口斜邊與垂直方向的夾角優(yōu)選為25度；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將擋水板12向上滑動(dòng)到將第二缺口201封閉，實(shí)現(xiàn)積水入滲實(shí)驗(yàn)；將擋水板12移動(dòng)到低于或平齊土樣斜面，讓雨水從第二缺口201中流出，實(shí)現(xiàn)雨水徑流實(shí)驗(yàn)；將土樣裝滿殼體11內(nèi)后，可以在鏟除一部分土樣，將土樣修整至不同的傾斜角度，以適用不同坡度的經(jīng)流實(shí)驗(yàn)。

所述殼體11是擱置在滲流箱8上，在滲流箱8內(nèi)設(shè)有底面為斜面的空腔81，在空腔81較低一端設(shè)有滲流集水箱10，殼體11內(nèi)的水穿過濾水板14流入到空腔81內(nèi)，空腔81內(nèi)的水匯集到集水箱10內(nèi)，在所述集水箱10上設(shè)有刻度線104。

在擋水板12下方外殼21上安裝有徑流收集箱13，在徑流收集箱13設(shè)有刻度線104。在做雨水徑流試驗(yàn)是，水流滴落到土樣表面上后，由第二缺口201流入到徑流收集箱13中。

集水箱10和徑流收集箱13上面均設(shè)有刻度線104，這種結(jié)構(gòu)方便計(jì)算入滲量，便于獲取各方數(shù)據(jù)。

在殼體11外壁上設(shè)有多條刻度線104。外殼21上的刻度線104為現(xiàn)象觀測記錄標(biāo)尺，可記錄濕潤面所處位置，同時(shí)，采用記號筆每隔5min記錄濕潤面曲線，試驗(yàn)結(jié)束后轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)，可展現(xiàn)濕潤面隨時(shí)間變化的曲線。

在殼體11外壁上設(shè)有掏土孔101，在掏土孔101上可拆卸式安裝有可將其密封的蓋板7。蓋板7與殼體11外壁之間可以通過密封圈密封，掏土孔101和蓋板7的作用在于可以方便將殼體11內(nèi)的土樣排空，便于移動(dòng)和清洗。

所述滴水板6包括滴水板6本體，在滴水板6開設(shè)有多個(gè)滴水孔61，所述滴水孔61形狀為倒置的喇叭形，在滴水孔61內(nèi)連通有滴水導(dǎo)管62。滴水導(dǎo)管62內(nèi)均0.2mm，在水進(jìn)入到滴水孔61后由滴水導(dǎo)管62排出，以模擬雨水滴到地面。

本實(shí)用新型的操作步驟為：

（1）制作土樣，根據(jù)需要選擇土樣，本試驗(yàn)采用粘性土，土樣經(jīng)過曬干后過2mm篩，按照所需的初始含水率調(diào)制土樣，經(jīng)過換算后轉(zhuǎn)換為壓實(shí)度，根據(jù)壓實(shí)度向滲透裝置中壓實(shí)土樣。裝填前需在過濾水板14上放置過濾布9，殼體11內(nèi)壁壁涂抹凡士林，減少邊壁效應(yīng)，土樣需要分層壓實(shí)，本實(shí)驗(yàn)每5cm為一層，填充土樣的過程需保持各層土樣的均勻性，層面需要進(jìn)行打毛處理，本試驗(yàn)采用坡度為25°的斜坡，斜坡處采用先填后挖的處理方式，避免表層土分布不均勻。即先填充完整的平面，后根據(jù)需要用刮土刀削出所需要的坡度。

（2）土樣裝填完整后，將降雨裝置2安裝到滲流裝置1上，并使用膠布將外殼21與殼體11接縫的部分密封。

（3）根據(jù)需要換算降雨量，降雨歷時(shí)等，降雨基本參數(shù)，在儲水罐3中放水，直到所需要的量為止。

（4）在采集孔102中插入TDR（水分傳感器）探針，調(diào)試好相關(guān)參數(shù)。

（5）當(dāng)上述工作準(zhǔn)備完成后，即可打開管道4上的閥門5，當(dāng)水流入降雨裝置2后，將管道4左右移動(dòng)，使水流均勻分布于滴水板6上，根據(jù)需要控制降雨時(shí)間，控制閥門5的開關(guān)狀態(tài)控制降雨量。

（6）降雨入滲開始后，每隔5分鐘從各個(gè)刻度尺上讀取入滲面的刻度，用細(xì)記號筆在邊壁上描摹出入滲面，試驗(yàn)結(jié)束后可將入滲面轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)點(diǎn)，拍照分析處理。根據(jù)需要如果需要進(jìn)行徑流試驗(yàn)，可打開擋水板12，如果進(jìn)行積水入滲則擋水板12關(guān)閉。

（7）記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康膶Σ煌南嚓P(guān)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對。

（8）當(dāng)入滲穩(wěn)定時(shí)，打開蓋板7，根據(jù)需要取樣并測其含水率。

（9）清洗試驗(yàn)裝置，進(jìn)行下一組試驗(yàn)。