一种可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其包括试验砂槽、分别与该试验砂槽的上游端及下游端连通的前缓冲室及后缓冲室、与所述前缓冲室的另一端相连通的上游水室及与所述后缓冲室的另一端相连通的出水室；其中，所述试验砂槽的内壁上间隔设有测定土体围压的土压力盒，所述上游水室内设有可均匀升降的排水管。优点为该管涌试验装置首先通过设置前后缓冲室，使水进出砂槽较为平稳，从而保证实现流网的稳定；其次，通过橡胶排水管与机械设备所组成的水位调节设备，达到水位的精确调控，实现非稳定渗流水位高度的准确模拟；同时通过在砂槽内侧壁各点设置土压力盒测土压力，控制土体围压大小，使每层地基土装填时密实均匀。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于管涌试验装置领域，尤其涉及一种可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置。
技术介绍
我国由于水资源时空分布不均、暴雨洪水等问题修建了大量水利工程。但堤防常发生管涌险情，甚至造成决堤。管涌是土体在渗流作用下侵蚀为可动细颗粒并随水在孔隙中运移流失的过程。在此过程中土体中的粗颗粒可能被架空、塌落，最后造成土体的破坏。随着管涌的发展可能会引起堤身下陷、不均匀沉降、整体失稳等现象，甚至酿成决堤的灾难，危害十分严重，管涌在工程中带来的诸多问题引起了人们的高度重视，国内外研究人员关于管涌及其破坏进行了大量的研究，得到了许多有意义的成果。管涌砂槽模型试验装置是室内模拟管涌的主要仪器，常见于研究管涌发生发展的科研实验中。目前，很多渗流管涌试验在研究非稳定渗流中由于其排水不稳定不均匀，无法通过控制进水量来使得水位均匀升降，而流槽进出水口设置不合理导致对真实的地基土中渗流状态不能正确模拟，在实验中并不能根据土的侧壁压力推测各点土的密实度。其缺点有：(1)不能匀速地进行进水室水位的升降；(2)缺少缓冲室导致流网紊乱与实际情况相差甚远；(3)无法准确得知土体侧壁围压的大小。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是提供一种能够匀速调节进水室的水位高低、实现对非稳定渗流的准确模拟，使水进出流槽都较为平稳而不影响流网形态，且能够准确的掌握地基土对流槽侧壁和底部的压力的管涌试验装置。技术方案：本技术的可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，包括试验砂槽、分别与该试验砂槽的上游端及下游端连通的前缓冲室及后缓冲室、与所述前缓冲室的另一端相连通的上游水室及与所述后缓冲室的另一端相连通的出水室；其中，所述试验砂槽的内壁上间隔设有测定土体围压的土压力盒，所述上游水室内设有可均匀升降的排水管。优选的，试验砂槽的上部设有盖板，该盖板上不同位置处设有管涌口，出水室的末端设有出水口。进一步说，本技术的上游水室与前缓冲室的另一端通过透水板相连通；试验砂槽的上游端与前缓冲室通过透水板相连通；试验砂槽的下游端与后缓冲室通过透水板相连通；后缓冲室的另一端与出水室通过透水板相连通；前缓冲室及后缓冲室内分别填充有卵石；排水管的上端通过滑轮连接可调速电动机进行均匀升降。有益效果：与现有技术相比，本技术的显著优点为：该管涌试验装置首先通过设置前后缓冲室，使水进出砂槽较为平稳，从而保证实现流网的稳定，能更真实地模拟大面积地基土中的渗流情况；其次，通过橡胶排水管与机械设备所组成的水位调节设备，达到水位的精确调控，实现非稳定渗流水位高度的准确模拟；同时通过在砂槽内侧壁各点设置土压力盒测土压力，控制土体围压大小，使每层地基土装填时密实均匀。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是排水管上部连接的细节示意图。图中：1、试验砂槽，2、前缓冲室，3、后缓冲室，4、上游水室，5、出水室，6、土压力盒，7、排水管，8、透水板，9、盖板，10、管涌口，11、出水口，12、进水管，13、测压孔，14、卵石，15、塑料固定环，16、尼龙绳，17、滑轮，18、可调速电动机，19、土压力显示装置。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案作进一步说明。如图1所示，本技术的可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置包括试验砂槽1、分别与该试验砂槽1的上游端及下游端连通的前缓冲室2及后缓冲室3、与所述前缓冲室2的另一端相连通的上游水室4及与所述后缓冲室3的另一端相连通的出水室5，其中，所述试验砂槽1的内壁上间隔设有测定土体围压的土压力盒6，所述上游水室4内设有可均匀升降的排水管7；而所述上游水室4与前缓冲室2的另一端通过多孔的透水板8相连通；所述试验砂槽1的上游端与前缓冲室2通过多孔的透水板8相连通；所述试验砂槽1的下游端与后缓冲室3通过多孔的透水板8相连通；所述后缓冲室3的另一端与出水室5通过多孔的透水板8相连通；所述前缓冲室2及后缓冲室3内分别填充有卵石14，以能够达到缓冲水流的目的；试验砂槽上部设有盖板9，该盖板的不同位置处设有管涌口10；出水室5的末端后板设有出水口11。且结合图2所示，本技术的上游水室4具有较高的围合玻璃板，在其内部设有橡胶排水管7，该排水管上端通过水室侧壁的塑料固定环15及尼龙绳16穿过排水管7上端小孔并跨过滑轮17与可调速电动机18相连接，通过该可调速电动机18使得排水管7进行均匀升降，该排水管7的下部穿过上游水室4上的排水口延伸至室外；此外，上游水室4内还设有进水管12，与外部的水龙头相连通，通过调控水龙头的阀门调控水流的大小。本技术的实施过程如下：当测定土体围压大小对管涌破坏的影响时，首先在试验砂槽内分层填装图样，确认装填满整个槽体之后，加盖板，且将管涌口保持关闭状态，并关闭进水管端水龙头，土压力盒将初始的侧壁土压力的数值传输并显示在显示装置上，待一段时间后，打开其中一个管涌口及水龙头，水流通过进水管进入上游水室，直至上游水位达到排水管的上端部，水流通过布满卵石的前缓冲室后从透水板进入试验砂槽，对土层进行渗透，剩余的水流经后缓冲室进入出水室通过出水口排出，此时，对盖板施加堆载压力，待显示装置数值基本稳定后可测定压力数值并可调整盖板上的堆载压力，从而测定压力对管涌破坏的影响。当测定管涌口位置对管涌破坏的影响时，只需要更改不同管涌口的位置，采用上述的测试方法即可。当测定水位高低对管涌破坏的影响时，只需要通过设定电动机不同的速度，均匀提升排水管，以此来均匀升降水位，且试验砂槽内设置不同位置的测压孔，将其与测验管连接，测定所需位置的水位高度来计算管涌口发生流砂现象时的临街梯度即可。本技术装置能够有效地模拟均匀升降水位情况和不同土压力下管涌破坏的机理，利用对管涌的试验研究。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其特征在于：该装置包括试验砂槽(1)、分别与该试验砂槽(1)的上游端及下游端连通的前缓冲室(2)及后缓冲室(3)、与所述前缓冲室(2)的另一端相连通的上游水室(4)及与所述后缓冲室(3)的另一端相连通的出水室(5)；其中，所述试验砂槽(1)的内壁上间隔设有测定土体围压的土压力盒(6)，所述上游水室(4)内设有可均匀升降的排水管(7)。

【技术特征摘要】
1.一种可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其特征在于：该装置包括试验砂槽(1)、分别与该试验砂槽(1)的上游端及下游端连通的前缓冲室(2)及后缓冲室(3)、与所述前缓冲室(2)的另一端相连通的上游水室(4)及与所述后缓冲室(3)的另一端相连通的出水室(5)；其中，所述试验砂槽(1)的内壁上间隔设有测定土体围压的土压力盒(6)，所述上游水室(4)内设有可均匀升降的排水管(7)。2.根据权利要求1所述的可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其特征在于：所述上游水室(4)与前缓冲室(2)的另一端通过透水板(8)相连通。3.根据权利要求1所述的可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其特征在于：所述试验砂槽(1)的上游端与前缓冲室(2)通过透水板(8)相连通。4.根据权利要求1所述的可均匀升降水位并测定土体压力的管涌试验装置，其特征在于：所述试验砂槽(1)的下游端与后缓冲室(3)通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伟伟，袁雨露，左翔宇，倪小东，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32