一種可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其包括試驗砂槽、分別與該試驗砂槽的上游端及下游端連通的前緩沖室及后緩沖室、與所述前緩沖室的另一端相連通的上游水室及與所述后緩沖室的另一端相連通的出水室；其中，所述試驗砂槽的內壁上間隔設有測定土體圍壓的土壓力盒，所述上游水室內設有可均勻升降的排水管。優(yōu)點為該管涌試驗裝置首先通過設置前后緩沖室，使水進出砂槽較為平穩(wěn)，從而保證實現(xiàn)流網的穩(wěn)定；其次，通過橡膠排水管與機械設備所組成的水位調節(jié)設備，達到水位的精確調控，實現(xiàn)非穩(wěn)定滲流水位高度的準確模擬；同時通過在砂槽內側壁各點設置土壓力盒測土壓力，控制土體圍壓大小，使每層地基土裝填時密實均勻。
【專利說明】
一種可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于管涌試驗裝置領域，尤其涉及一種可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置。
【背景技術】
[0002]我國由于水資源時空分布不均、暴雨洪水等問題修建了大量水利工程。但堤防常發(fā)生管涌險情，甚至造成決堤。管涌是土體在滲流作用下侵蝕為可動細顆粒并隨水在孔隙中運移流失的過程。在此過程中土體中的粗顆粒可能被架空、塌落，最后造成土體的破壞。隨著管涌的發(fā)展可能會引起堤身下陷、不均勻沉降、整體失穩(wěn)等現(xiàn)象，甚至釀成決堤的災難，危害十分嚴重，管涌在工程中帶來的諸多問題引起了人們的高度重視，國內外研究人員關于管涌及其破壞進行了大量的研究，得到了許多有意義的成果。管涌砂槽模型試驗裝置是室內模擬管涌的主要儀器，常見于研究管涌發(fā)生發(fā)展的科研實驗中。目前，很多滲流管涌試驗在研究非穩(wěn)定滲流中由于其排水不穩(wěn)定不均勻，無法通過控制進水量來使得水位均勻升降，而流槽進出水口設置不合理導致對真實的地基土中滲流狀態(tài)不能正確模擬，在實驗中并不能根據土的側壁壓力推測各點土的密實度。其缺點有:(I)不能勻速地進行進水室水位的升降；(2)缺少緩沖室導致流網紊亂與實際情況相差甚遠；(3)無法準確得知土體側壁圍壓的大小。
【實用新型內容】
[0003]實用新型目的:本實用新型的目的是提供一種能夠勻速調節(jié)進水室的水位高低、實現(xiàn)對非穩(wěn)定滲流的準確模擬，使水進出流槽都較為平穩(wěn)而不影響流網形態(tài)，且能夠準確的掌握地基土對流槽側壁和底部的壓力的管涌試驗裝置。
[0004]技術方案:本實用新型的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，包括試驗砂槽、分別與該試驗砂槽的上游端及下游端連通的前緩沖室及后緩沖室、與所述前緩沖室的另一端相連通的上游水室及與所述后緩沖室的另一端相連通的出水室;其中，所述試驗砂槽的內壁上間隔設有測定土體圍壓的土壓力盒，所述上游水室內設有可均勻升降的排水管。優(yōu)選的，試驗砂槽的上部設有蓋板，該蓋板上不同位置處設有管涌口，出水室的末端設有出水口。
[0005]進一步說，本實用新型的上游水室與前緩沖室的另一端通過透水板相連通;試驗砂槽的上游端與前緩沖室通過透水板相連通;試驗砂槽的下游端與后緩沖室通過透水板相連通;后緩沖室的另一端與出水室通過透水板相連通;前緩沖室及后緩沖室內分別填充有卵石;排水管的上端通過滑輪連接可調速電動機進行均勻升降。
[0006]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的顯著優(yōu)點為:該管涌試驗裝置首先通過設置前后緩沖室，使水進出砂槽較為平穩(wěn)，從而保證實現(xiàn)流網的穩(wěn)定，能更真實地模擬大面積地基土中的滲流情況;其次，通過橡膠排水管與機械設備所組成的水位調節(jié)設備，達到水位的精確調控，實現(xiàn)非穩(wěn)定滲流水位高度的準確模擬；同時通過在砂槽內側壁各點設置土壓力盒測土壓力，控制土體圍壓大小，使每層地基土裝填時密實均勻。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0008]圖2是排水管上部連接的細節(jié)示意圖。
[0009]圖中:1、試驗砂槽，2、前緩沖室，3、后緩沖室，4、上游水室，5、出水室，6、土壓力盒，
7、排水管，8、透水板，9、蓋板，10、管涌口，11、出水口，12、進水管，13、測壓孔，14、卵石，15、塑料固定環(huán)，16、尼龍繩，17、滑輪，18、可調速電動機，19、土壓力顯示裝置。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0011]如圖1所示，本實用新型的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置包括試驗砂槽1、分別與該試驗砂槽I的上游端及下游端連通的前緩沖室2及后緩沖室3、與所述前緩沖室2的另一端相連通的上游水室4及與所述后緩沖室3的另一端相連通的出水室5，其中，所述試驗砂槽I的內壁上間隔設有測定土體圍壓的土壓力盒6，所述上游水室4內設有可均勻升降的排水管7;而所述上游水室4與前緩沖室2的另一端通過多孔的透水板8相連通；所述試驗砂槽I的上游端與前緩沖室2通過多孔的透水板8相連通;所述試驗砂槽I的下游端與后緩沖室3通過多孔的透水板8相連通;所述后緩沖室3的另一端與出水室5通過多孔的透水板8相連通;所述前緩沖室2及后緩沖室3內分別填充有卵石14，以能夠達到緩沖水流的目的;試驗砂槽上部設有蓋板9，該蓋板的不同位置處設有管涌口 10;出水室5的末端后板設有出水口 11。且結合圖2所示，本實用新型的上游水室4具有較高的圍合玻璃板，在其內部設有橡膠排水管7，該排水管上端通過水室側壁的塑料固定環(huán)15及尼龍繩16穿過排水管7上端小孔并跨過滑輪17與可調速電動機18相連接，通過該可調速電動機18使得排水管7進行均勻升降，該排水管7的下部穿過上游水室4上的排水口延伸至室外;此外，上游水室4內還設有進水管12，與外部的水龍頭相連通，通過調控水龍頭的閥門調控水流的大小。
[0012]本實用新型的實施過程如下:當測定土體圍壓大小對管涌破壞的影響時，首先在試驗砂槽內分層填裝圖樣，確認裝填滿整個槽體之后，加蓋板，且將管涌口保持關閉狀態(tài)，并關閉進水管端水龍頭，土壓力盒將初始的側壁土壓力的數值傳輸并顯示在顯示裝置上，待一段時間后，打開其中一個管涌口及水龍頭，水流通過進水管進入上游水室，直至上游水位達到排水管的上端部，水流通過布滿卵石的前緩沖室后從透水板進入試驗砂槽，對土層進行滲透，剩余的水流經后緩沖室進入出水室通過出水口排出，此時，對蓋板施加堆載壓力，待顯示裝置數值基本穩(wěn)定后可測定壓力數值并可調整蓋板上的堆載壓力，從而測定壓力對管涌破壞的影響。
[0013]當測定管涌口位置對管涌破壞的影響時，只需要更改不同管涌口的位置，采用上述的測試方法即可。
[0014]當測定水位高低對管涌破壞的影響時，只需要通過設定電動機不同的速度，均勻提升排水管，以此來均勻升降水位，且試驗砂槽內設置不同位置的測壓孔，將其與測驗管連接，測定所需位置的水位高度來計算管涌口發(fā)生流砂現(xiàn)象時的臨街梯度即可。
[0015]本實用新型裝置能夠有效地模擬均勻升降水位情況和不同土壓力下管涌破壞的機理，利用對管涌的試驗研究。
【主權項】
1.一種可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:該裝置包括試驗砂槽(I)、分別與該試驗砂槽(I)的上游端及下游端連通的前緩沖室(2)及后緩沖室(3)、與所述前緩沖室(2)的另一端相連通的上游水室(4)及與所述后緩沖室(3)的另一端相連通的出水室(5);其中，所述試驗砂槽(I)的內壁上間隔設有測定土體圍壓的土壓力盒(6)，所述上游水室(4)內設有可均勻升降的排水管(7)。2.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述上游水室(4)與前緩沖室(2)的另一端通過透水板(8)相連通。3.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述試驗砂槽(I)的上游端與前緩沖室(2)通過透水板(8)相連通。4.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述試驗砂槽(I)的下游端與后緩沖室(3)通過透水板(8)相連通。5.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述后緩沖室(3)的另一端與出水室(5)通過透水板(8)相連通。6.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述前緩沖室(2)及后緩沖室(3)內分別填充有卵石。7.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述排水管(7)的上端通過滑輪連接可調速電動機進行均勻升降。8.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述試驗砂槽(I)的上部設有蓋板(9)。9.根據權利要求8所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述蓋板(9)上不同位置處設有管涌口( 1)。10.根據權利要求1所述的可均勻升降水位并測定土體壓力的管涌試驗裝置，其特征在于:所述出水室(5)的末端設有出水口(11)。
【文檔編號】G01N33/24GK205679610SQ201620601777
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620601777.8, CN 201620601777, CN 205679610 U, CN 205679610U, CN-U-205679610, CN201620601777, CN201620601777.8, CN205679610 U, CN205679610U
【發(fā)明人】杜偉偉, 袁雨露, 左翔宇, 倪小東
【申請人】河海大學