一种还原潜蚀过程的实验设备及方法技术

一种还原潜蚀过程的实验设备，包括恒压供水装置、潜蚀发生装置和水土收集装置，且恒压供水装置和潜蚀发生装置间用管路连通；恒压供水装置用于模拟潜蚀中的自然水流；潜蚀发生装置用于承载砂土并展现水土潜蚀发生过程；水土收集装置用于收集实验所需的水土流失数据。可以精确的来展现水土潜蚀过程，并且可以根据需要来调节水压，并且可以调节恒压供水装置和潜蚀发生装置间的高度来模拟地势，通过各个阀门可以更好的进行分控，来模拟不同变量状态下的实验状况，可以将流量、流速、水土流失状况等各个所需数据直观展现。个所需数据直观展现。个所需数据直观展现。

【技术实现步骤摘要】
一种还原潜蚀过程的实验设备及方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程实验装置
，具体为一种还原潜蚀过程的实验设备及方法。

技术介绍

[0002]近些年来，许多地区的在建工程或已建工程的岩土体由于受到地下水的侵蚀而被破坏，且破坏形式主要表现为潜蚀。潜蚀是指在渗透水作用下粗骨粒内部细颗粒有选择性的侵蚀现象。地下水通常深埋于地下，因此其导致的潜蚀破坏现象具有很强的隐蔽性及波及地表的滞后性。目前，有关地下水潜蚀破坏的研究方法大多基于实地调查，很少通过实验室物理模型试验进行定量化分析，本专利技术克服现有技术的不足，提供一种能够可视化模拟不同水力梯度、不同土体类型下岩土体颗粒损失量、岩土体侵蚀速率及岩土体渗透系数的设备及方法，明确地下水侵蚀破坏进程和形式。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种还原潜蚀过程的实验设备及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种还原潜蚀过程的实验设备，包括恒压供水装置、潜蚀发生装置和水土收集装置，且恒压供水装置和潜蚀发生装置间用管路连通；
[0005]恒压供水装置用于模拟潜蚀中的自然水流；
[0006]潜蚀发生装置用于承载砂土并展现水土潜蚀发生过程；
[0007]水土收集装置用于收集实验所需的水土流失数据；
[0008]所述的恒压供水装置包括水箱，水箱的顶部设置有进水端，水箱的底部设置有出水端，且水箱的出水端通过管路连接到潜蚀发生装置；
[0009]所述的潜蚀发生装置包括连通的装土模型箱和进水测压箱，且装土模型箱位于进水测压箱上部；
[0010]装土模型箱和进水测压箱通过有孔隔板进行分隔，有孔隔板的上端铺设有纱网；
[0011]进水测压箱的底部设置有进水端，进水测压箱的进水端与水箱的出水端通过管路连通；
[0012]装土模型箱的侧壁设置有出水端，装土模型箱的出水端通过管路伸入到水土收集装置中；
[0013]水土收集装置采用烧杯；
[0014]进水测压箱的侧壁上通过弯管接头连接有压力表。
[0015]优选的，所述水箱的底部安装有用于承载恒压供水装置的三脚架，三脚架采用可升降式三脚架。
[0016]优选的，所述水箱的进水端为依次连接的第一外丝螺纹金属接头、第一阀门和第
一软管组成的连通结构；
[0017]所述水箱的出水端为第二外丝螺纹金属接头和第二阀门组成的连通结构；
[0018]所述进水测压箱的进水端为第三外丝螺纹金属接头和第三阀门组成的连通结构；
[0019]所述装土模型箱的出水端为第四外丝螺纹金属接头、第四阀门，和第三软管组成的连通结构；
[0020]第二阀门与第三阀门间通过第二软管连通。
[0021]优选的，所述进水测压箱的底部设置有用于承载潜蚀发生装置的基座；
[0022]基座上端部开设有外丝螺纹金属接头穿过孔。
[0023]优选的，所述装土模型箱的顶部设置有封板，封板上开设有管涌口，管涌口内旋拧安装有第五外丝螺纹金属接头。
[0024]优选的，所述第五外丝螺纹金属接头的上端部插入有橡胶塞。
[0025]一种还原潜蚀过程的实验设备的使用方法，包括以下步骤：
[0026]S1：选用合适的有孔隔板放入潜蚀发生装置内，并在有孔隔板上放置两层网眼大小适合实验的细纱布；
[0027]S2：向潜蚀发生装置内进行土样装填，装样时将土样分层夯实至所需高度，每层击实后打毛土样表面，使土样成为一个整体；
[0028]S3：调整三脚架的高度到设计值，并用卷尺量出潜蚀发生装置出水口最底部到地面之间的距离h，测量恒压供水装置的稳定水面到地面的距离H，注意保证测量恒压供水装置的稳定水面应高于潜蚀发生装置的出水端；
[0029]设计水头：Δh＝H
‑
h；
[0030]S4：打开第一阀门并向水箱内注水，使水箱内的水到达水位线；
[0031]S5：先打开第二阀门，再打开第三阀门，待水沿第二软管至进水侧压箱时关闭第三阀门，观察设备各部件是否存在漏水情况；
[0032]S6：打开第三阀门，待水淹没不锈钢材质弯管接头时，关闭第三阀门，读取压力表读数，观察实际水头是否达到水头设计值，若没达到，调整三脚架高度，直至达到设计值；
[0033]S7：继续打开第三阀门，待水至进水测压箱顶板螺纹处，关闭第三阀门安装装土模型箱；
[0034]S8：打开第三阀门，即可观察潜蚀发生装置中产生的潜蚀现象；
[0035]S9：用烧杯按一定时间段测量流量，并且换算流速；
[0036]S1：将烧杯内收集的土水渗出液静置24h，静置后倒出上层澄清液，将烧杯内剩余的泥浆进行烘干，烘干后进行测量质量，并且换算流砂量。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：可以精确的来展现水土潜蚀过程，并且可以根据需要来调节水压，并且可以调节恒压供水装置和潜蚀发生装置间的高度来模拟地势，通过各个阀门可以更好的进行分控，来模拟不同变量状态下的实验状况，可以将流量、流速、水土流失状况等各个所需数据直观展现。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术的恒压供水装置的结构示意图；
[0040]图3为本专利技术的潜蚀发生装置的结构示意图；
[0041]图4为本专利技术的有孔隔板的俯视图；
[0042]图5位本专利技术的有孔隔板的主视图。
[0043]图中：1、水箱，2、第一外丝螺纹金属接头，3、第一阀门，4、第一软管，5、第二外丝螺纹金属接头，6、第二阀门，7、第二软管，8、三脚架，9、基座，10、进水测压箱，11、不锈钢材质的弯管接头，12、压力表，13、第三外丝螺纹金属接头，14、第三阀门，15、有孔隔板，16、纱网，17、装土模型箱，18、管涌口，19、第五外丝螺纹金属接头，20、橡胶塞，21、封板，22、第四外丝螺纹金属接头，23、第四阀门，24、第三软管，25、烧杯。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]请参阅图1
‑
5，本专利技术提供一种技术方案：一种还原潜蚀过程的实验设备，包括恒压供水装置、潜蚀发生装置和水土收集装置，且恒压供水装置和潜蚀发生装置间用管路连通；
[0046]恒压供水装置用于模拟潜蚀中的自然水流；
[0047]潜蚀发生装置用于承载砂土并展现水土潜蚀发生过程；
[0048]水土收集装置用于收集实验所需的水土流失数据；
[0049]恒压供水装置包括水箱1，水箱1的顶部设置有进水端，水箱的底部1设置有出水端，且水箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原潜蚀过程的实验设备，包括恒压供水装置、潜蚀发生装置和水土收集装置，且恒压供水装置和潜蚀发生装置间用管路连通；恒压供水装置用于模拟潜蚀中的自然水流；潜蚀发生装置用于承载砂土并展现水土潜蚀发生过程；水土收集装置用于收集实验所需的水土流失数据；其特征在于：所述的恒压供水装置包括水箱(1)，水箱(1)的顶部设置有进水端，水箱的底部(1)设置有出水端，且水箱(1)的出水端通过管路连接到潜蚀发生装置；所述的潜蚀发生装置包括连通的装土模型箱(17)和进水测压箱(10)，且装土模型箱(17)位于进水测压箱(10)上部；装土模型箱(17)和进水测压箱(10)通过有孔隔板(15)进行分隔，有孔隔板(15)的上端铺设有纱网(16)；进水测压箱(10)的底部设置有进水端，进水测压箱(10)的进水端与水箱(1)的出水端通过管路连通；装土模型箱(17)的侧壁设置有出水端，装土模型箱(17)的出水端通过管路伸入到水土收集装置中；进水测压箱(10)的侧壁上通过弯管接头(11)连接有压力表(12)。2.根据权利要求1所述的一种还原潜蚀过程的实验设备，其特征在于：所述水箱(1)的底部安装有用于承载恒压供水装置的三脚架(8)，三脚架(8)采用可升降式三脚架。3.根据权利要求1所述的一种还原潜蚀过程的实验设备，其特征在于：所述水箱(1)的进水端为依次连接的第一外丝螺纹金属接头(2)、第一阀门(3)和第一软管(4)组成的连通结构；所述水箱(1)的出水端为第二外丝螺纹金属接头(5)和第二阀门(6)组成的连通结构；所述进水测压箱(10)的进水端为第三外丝螺纹金属接头(13)和第三阀门(14)组成的连通结构；所述装土模型箱(17)的出水端为第四外丝螺纹金属接头(22)、第四阀门(23)，和第三软管(24)组成的连通结构；第二阀门(6)与第三阀门(14)间通过第二软管(7)连通。4.根据权利要求1所述的一种还原潜蚀过程的实验设备，其特征在于：所述进水测压箱(10)的底部设置有用于承载潜蚀发生装置的基座(9)；基座(9)上端部开设有外丝螺纹金属接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑾，奚传浩，戚铧钟，马子涵，徐传龙，王梦雪，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：