本发明专利技术提供了一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，包括：底座、电机、搅拌叶片、传动轴和圆环形试件，圆环形试件固定安装在底座的上表面，电机安装在底座的底部，传动轴与电机的输出端固定连接，传动轴竖直地设置于底座的上方，传动轴与圆环形试件同轴地设置，传动轴的周向设置有多个搅拌叶片，圆环形试件由多种不同材质的扇形试件沿圆环形试件的周向结合而成。本发明专利技术可根据不同实际工程的具体过流情况，配比不同容重、不同颗粒级配的泥石流样品、选定不同流速和过流时间参数，同时与设定的多种扇形试件相互作用，测定建筑材料的磨蚀强度和磨蚀量，能够有效避免多次配比泥石流样品与设定试验测试参数出现的误差，提高实验测试的精度。
【技术实现步骤摘要】
材料抗磨蚀性能立式实验装置
本专利技术涉及泥石流实验领域，特别涉及一种材料抗磨蚀性能立式实验装置。
技术介绍
泥石流作为一种固液两相流体，含有大量的固体物质，在流动过程中具有极高的流速和很大的能量，常常对防治工程造成磨蚀破坏，包括对排导槽的磨蚀破坏和拦砂坝溢流口等位置的磨蚀破坏。特别是强震诱发的崩塌和滑坡等造成沟道内松散固体物质急剧增加，同时由于极端降雨的作用，造成泥石流活动加剧，破坏能力更甚从前。通过现场调查发现，震后修建的排导槽槽底多数遭到整体或局部的磨蚀破坏，同时由于过流量的增加，拦砂坝溢流口位置也遭到磨蚀破坏，显著缩短了工程的实际使用寿命，增大了下游防护区域的危险性风险。目前，国内外对于建筑材料抗磨蚀特性的研究取得了一些成果，但对泥石流灾害防治过程中的材料抗磨蚀特性、以及进行抗磨蚀特性研究的实验装置研发目前开展较少，尤其是在对磨蚀的定量化研究方面，鲜有深入。现有的有关磨蚀的理论和计算，大多为参考水电部门在混凝土结构方面的研究结果，但这些研究均主要集中在高含沙水流对混凝土结构的磨蚀方面，直接用于泥石流防治工程中，稍显牵强。对于不同容重、不同颗粒级配、不同流速和过流时间的泥石流对排导槽建筑材料的磨蚀强度和磨蚀量的研究，目前并没有成熟的理论依据和参考指标，不利于为泥石流排导槽的防磨蚀设计。
技术实现思路
本专利技术提供了一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，以解决至少一个上述技术问题。为解决上述问题，作为本专利技术的一个方面，提供了一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，包括：底座、电机、搅拌叶片、传动轴和圆环形试件，所述圆环形试件固定安装在所述底座的上表面，所述电机安装在所述底座的底部，所述传动轴与所述电机的输出端固定连接，所述传动轴竖直地设置于所述底座的上方，所述传动轴与所述圆环形试件同轴地设置，所述传动轴的周向设置有多个所述搅拌叶片，所述圆环形试件由多种不同材质的扇形试件沿所述圆环形试件的周向结合而成。优选地，所述底座包括支腿和安装在所述支腿上端的底板。优选地，所述圆环形试件通过螺栓与所述底板连接。优选地，所述电机为可调速的变频电机。优选地，所述圆环形试件直接在所述底板上支模浇筑从而与所述底板连接。优选地，所述搅拌叶片的个数为三片或四片。优选地，相邻两个所述搅拌叶片之间的夹角为90°或120°，所述搅拌叶片的底端到所述底板的距离为所述搅拌叶片的高度的0.1-0.2倍，所述搅拌叶片的长度为所述圆环形试件的内圆半径的0.6-0.8倍。优选地，所述圆环形试件的有效测试高度为所述圆环形试件的侧壁高度的0.5-0.8倍。由于采用了上述技术方案，本专利技术可根据不同实际工程的具体过流情况，配比不同容重、不同颗粒级配的泥石流样品、选定不同流速和过流时间参数，同时与设定的多种扇形试件相互作用，测定建筑材料的磨蚀强度和磨蚀量，能够有效避免多次配比泥石流样品与设定试验测试参数出现的误差，提高实验测试的精度，具有结构简单、试验测试效率高、可操作性强的特点，对于泥石流排导槽的稳定性和耐久性的设计有明显的参考价值。附图说明图1是一种材料抗磨蚀性能精细化立式实验装置的立体结构示意图；图2是空心圆柱体试件和搅拌叶片的结构示意图；图3是建筑材料抗磨蚀精细化立式实验装置的前视结构示意图。图中附图标记：1、底座；2、电机；3、搅拌叶片；4、传动轴；5、圆环形试件；6、支腿；7、底板；8、扇形试件。其中：R1同心圆环形试件外圆半径R2同心圆环形试件内圆半径D试件厚度H测试装置侧壁高度h有效测试段高度W装置的底板厚度L搅拌叶片长度具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术的一个方面，提供了一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，其能够同时针对多种不同的材料制作同心圆环形试件，定量的测试其在不同容重、不同颗粒级配、不同流速和过流时间的情况下材料的抗磨蚀情况，能够有效避免多次配比泥石流样品与设定试验测试参数出现的误差，提高实验测试的精度。该材料抗磨蚀性能立式实验装置包括：底座1、电机2、搅拌叶片3、传动轴4和圆环形试件5，所述圆环形试件5固定安装在所述底座1的上表面，所述电机2安装在所述底座1的底部，所述传动轴4与所述电机2的输出端固定连接，所述传动轴4竖直地设置于所述底座1的上方，所述传动轴4与所述圆环形试件5同轴地设置，所述传动轴4的周向设置有多个所述搅拌叶片3，所述圆环形试件5由多种不同材质的扇形试件8沿所述圆环形试件5的周向结合而成，例如，在一个实施例中，圆环形试件5由四种不同材质的扇形试件8结合而成，扇形试件8分别为C25混凝土、C25混凝土+钢纤维、C30混凝土和C30混凝土+钢纤维材料，以模拟不同的材料。优选地，所述电机2为可调速的变频电机，这样可以方便地调节搅拌转速。优选地，所述底座1包括支腿6和安装在所述支腿6上端的底板7。在一个实施例中，优选地，所述圆环形试件5通过螺栓与所述底板7连接。在另一个实施例中，优选地，所述圆环形试件5直接在所述底板7上支模浇筑从而与所述底板7连接。优选地，所述搅拌叶片3的个数为三片或四片。优选地，相邻两个所述搅拌叶片3之间的夹角为90°或120°，所述搅拌叶片3的底端到所述底板7的距离为所述搅拌叶片3的高度的0.1-0.2倍，所述搅拌叶片3的长度为所述圆环形试件5的内圆半径R2的0.6-0.8倍。优选地，所述圆环形试件5的有效测试高度为所述圆环形试件5的侧壁高度的0.5-0.8倍。例如，设所述圆环形试件5的外圆半径为R1，内圆半径为R2，试件厚度为D，D＝(R1-R2)，有效测试段高度为h＝(0.5-0.8)H。在一个具体的实施例中，底座1为四根支腿6和圆形的底板7构成的框架结构，底板7半径为R1＝70cm，侧壁高度H为60cm，可以直接固定在地面上；电机2位于底板下，与传动轴相连，并且电机2具有调速功能，工作时带动叶片转动，搅拌泥石流浆体，使其具有一定的速度；搅拌叶片3竖直固定于传动轴上，叶片相互之间夹角为120°，搅拌叶片高度为0.8倍的侧壁高度48cm，叶片距底板距离为0.1倍的侧壁高度为6cm，搅拌叶片长度R2＝40cm；传动轴4通过底板中心，轴线与同心圆环形试件中心轴线重合；同心圆环形试件5用螺栓固定在侧壁上，试件厚度为20cm，有效测试段高度为h＝48cm；扇形试件8分别由C25混凝土、C25混凝土+钢纤维、C30混凝土和C30混凝土+钢纤维组成，按照顺时针方向排列，其具体实验操作步骤如下：(1)所述圆环形试件5可以在试验装置内支模同时浇筑完成并养护，测试之前，将同圆环形试件5浸泡至饱和状态，进行称重并记录，然后将试件按照一定顺序固定至侧壁上；(2)将按照容重、颗粒级配等配比好的泥石流浆体放到测试装置中圆环形试件5及底座1所围成的腔体中；(3)本专利技术中的电机2具有调速功能，工作时带动搅拌叶片3转动，搅拌泥石流浆体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，其特征在于，包括：底座(1)、电机(2)、搅拌叶片(3)、传动轴(4)和圆环形试件(5)，所述圆环形试件(5)固定安装在所述底座(1)的上表面，所述电机(2)安装在所述底座(1)的底部，所述传动轴(4)与所述电机(2)的输出端固定连接，所述传动轴(4)竖直地设置于所述底座(1)的上方，所述传动轴(4)与所述圆环形试件(5)同轴地设置，所述传动轴(4)的周向设置有多个所述搅拌叶片(3)，所述圆环形试件(5)由多种不同材质的扇形试件(8)沿所述圆环形试件(5)的周向结合而成。/n
【技术特征摘要】
1.一种材料抗磨蚀性能立式实验装置，其特征在于，包括：底座(1)、电机(2)、搅拌叶片(3)、传动轴(4)和圆环形试件(5)，所述圆环形试件(5)固定安装在所述底座(1)的上表面，所述电机(2)安装在所述底座(1)的底部，所述传动轴(4)与所述电机(2)的输出端固定连接，所述传动轴(4)竖直地设置于所述底座(1)的上方，所述传动轴(4)与所述圆环形试件(5)同轴地设置，所述传动轴(4)的周向设置有多个所述搅拌叶片(3)，所述圆环形试件(5)由多种不同材质的扇形试件(8)沿所述圆环形试件(5)的周向结合而成。
2.根据权利要求1所述的材料抗磨蚀性能立式实验装置，其特征在于，所述底座(1)包括支腿(6)和安装在所述支腿(6)上端的底板(7)。
3.根据权利要求1和2所述的材料抗磨蚀性能立式实验装置，其特征在于，所述圆环形试件(5)通过螺栓与所述底板(7)连接。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾璐，栗帅，陈剑刚，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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