本发明专利技术涉及渠道混凝土冲蚀试验技术领域，且公开了一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备及方法，包括设备箱，设备箱内部通过坡道板机构形成上空腔和下空腔，坡道板机构的上端设有位于上空腔内的渠道主体，且坡道板机构底部安装有位于下空腔内的制冷器；渠道主体的侧壁以及底壁上分别设有可前后移动的衬砌架机构以及试块架机构。本发明专利技术模拟冬季凌汛期环境下水体对渠道混凝土的冲蚀影响，不仅可以进行单一环境的冲蚀，还能模拟在盐‑冻‑沙‑力组合状态下不同低温状态、含沙量、不同土体对衬砌的冻胀力及盐浓度的冲蚀，并且可以模拟在日照位置影响下造成的阴坡衬砌冲蚀试验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及渠道混凝土冲蚀试验，具体为一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备及方法。
技术介绍
1、在凌汛期对河套灌区渠系进行大量的分凌分汛输水作业，降低河道凌汛压力，使得目前正处于服役期的渠道建筑物，尤其是输水干渠和支渠，在经受高泥沙盐冰水的冲击、冰体磨损及高含水状态渠道阴坡冻胀作用后，加速渠道衬砌等水工构筑物老化；通过现场监测发现：损伤主要集中在闸坝迎水面和渠道衬砌冰水结合部以下，尤其是渠道阴坡衬砌，由于受光量少，冻结时间长，冻结强度大，加之冬季水流流速相对较缓并且会在冲蚀状态下产生旋流、致使盐分滞留侵蚀加剧等，阴坡衬砌破坏最为突出。并且在寒冷地区混凝土衬砌结构下方的土体冻胀产生应力使衬砌结构产生变形并在水体的冲蚀作用下加剧损伤。针对冬季凌汛期河套灌区分凌分汛的特殊输水模式，综合考虑盐沙水冲蚀及渠道土体冻胀作用下渠道混凝土衬砌及渠道混凝土建筑物的损伤具有实际意义。
2、现阶段针对渠道混凝土进行试验的设备仅是单一环境下的模拟，功能单一，未能充分考虑渠道混凝土在多种环境下的损伤，专利cn108956961b仅模拟了渠道混凝土冰水冲蚀状态下的损伤，未考虑沙及盐分滞留、温度骤降等多种环境下对渠道混凝土衬砌影响。为此，我们推出一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
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p>3、一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，包括设备箱，所述设备箱内部通过坡道板机构形成上空腔和下空腔，坡道板机构的上端设有位于上空腔内的渠道主体，且坡道板机构底部安装有位于下空腔内的制冷器；4、所述渠道主体的侧壁以及底壁上分别设有可前后移动的衬砌架机构以及试块架机构；
5、所述渠道主体的内部前部设有进水挡板，进水挡板底部与渠道主体之间形成镂空开口；
6、所述坡道板机构的后端位于渠道主体的后端下方，且上空腔的前部设有位于坡道板机构前端顶部的第一泥沙泵和第二泥沙泵，第一泥沙泵和第二泥沙泵用于将上空腔前部的水体引入至渠道主体，渠道主体内引入的水体向后流动对衬砌架机构上的衬砌以及试块架机构上的试块进行冲蚀后，顺着坡道板机构回流至上空腔前部；
7、所述第一泥沙泵连接的第一进水管伸入至渠道主体内部后位于进水挡板的前方，渠道主体的底壁上设有位于试块架机构下方的旋流管道，所述旋流管道前端经由镂空开口伸出后与第二泥沙泵连接的第二进水管进行连接；
8、所述旋流管道上从前至后连接有四组旋流出口管道组件，经由旋流出口管道组件排出的水流对流经渠道主体的水体形成旋流搅拌；
9、所述渠道主体的顶部固定有温度盖板，温度盖板上端中部的风机导向盒的顶部设有风机，风机导向盒内部设有与制冷器连接的第一制冷管；
10、所述温度盖板下端两侧设有位于渠道主体侧壁上方的第一灯管和第二灯管，所述温度盖板下端还设有两组遮光挡板，两组遮光挡板分别位于第一灯管和第二灯管的内侧；
11、温度盖板下端还安装有第一温度感应器和第二温度感应器，第一温度感应器位于渠道主体内水体的上方，第二温度感应器伸入至渠道主体内的水体中；
12、所述坡道板机构上集成有与制冷器连接的第二制冷管，所述渠道主体的侧壁以及底壁上均集成有与制冷器连接的第三制冷管。
13、优选的，所述设备箱的底部安装有万向轮，设备箱的上端安装有顶部盖板，顶部盖板的下端后部安装有雷达流量计，雷达流量计用于检测流经渠道主体的水体的水位及流速；
14、所述顶部盖板的上端后部安装有控制器，所述控制器与制冷器、第一泥沙泵、第二泥沙泵、雷达流量计、风机、第一灯管、第二灯管、第一温度感应器和第二温度感应器电性连接；
15、所述渠道主体的内部后端设有出水挡板，所述出水挡板内设有闸门，出水挡板前端设有用于锁紧闸门的闸门调节螺栓，闸门顶部安装有拉手；
16、优选的，所述渠道主体的侧壁以及底壁上均设有导向管；
17、所述试块架机构包括试块架底板、试块架底板上端固定的试块架柱、试块架柱上设置的试块夹以及通过试块夹安装的试块；
18、所述试块架底板底部两端设有第二连接筒，渠道主体底壁上对应的导向管贯穿第二连接筒；
19、所述试块架底板上的试块架固定螺栓底部伸入至第二连接筒内后实现对试块架机构的固定；
20、所述试块夹的后端设有两组夹爪，夹爪通过试块夹调节螺栓固定在试块架柱侧边。
21、所述衬砌架机构包括衬砌架底板以及衬砌架底板上端安装的衬砌，衬砌架底板底部两端设有第一连接筒，渠道主体侧壁上对应的导向管贯穿第一连接筒，所述衬砌架底板上端设有位于衬砌两侧的限位板。
22、一侧的限位板上设有用于固定衬砌的衬砌固定螺栓，衬砌架底板上设有用于固定衬砌架底板的衬砌架固定螺栓。
23、优选的，所述第一连接筒通过其侧边的锁紧螺栓进行固定；
24、所述限位板内壁上部设有位于衬砌上方的限位夹板，衬砌架底板上端四个拐角处的竖直螺杆贯穿限位夹板后螺接有锁紧螺母，且四个竖直螺杆贯穿位于衬砌架底板上方的梯形钢板，衬砌架底板的上端中部设有支撑在梯形钢板下端中部的液压千斤顶，液压千斤顶侧边连接的液压接头设置于对应的限位板上；
25、所述梯形钢板的上端中部设有用于安装橡胶垫的安装槽，且安装槽的中部还设有位于橡胶垫下方的压力传感器；
26、所述压力传感器与顶部盖板的上端后部安装的数显压力计电性连接。
27、优选的，所述坡道板机构包括固定在设备箱内的u形支架、u形支架两侧和设备箱侧壁之间固定的回流坡道以及回流坡道后端和设备箱侧壁之间固定的平台板；
28、所述u形支架包括两组平行设置的支架板以及两组支架板前端连接的连接板，所述回流坡道包括回流坡道板以及回流坡道板前端和设备箱侧壁之间连接的水平板，所述u形支架贯穿回流坡道板和水平板之间的开槽。
29、优选的，所述平台板与设备箱底壁呈15度的倾角设置，回流坡道板与设备箱底壁呈45度的倾角设置，所述水平板上设有排水口，排水口底部伸出设备箱底壁；
30、所述第二制冷管设置在回流坡道板上，第二制冷管和第三制冷管的上下端均设有传温板和保温板，第二制冷管上方的传温板嵌入至回流坡道板上端表面，所述第三制冷管上方的传温板对应嵌入至渠道主体的侧壁以及底壁上端表面。
31、优选的，所述旋流出口管道组件包括旋流管道上从前至后连接的旋流分管以及旋流分管末端外侧通过扩口固定板套接固定的旋流扩口管道；
32、所述旋流分管通过固定座固定在渠道主体的底壁上，所述旋流扩口管道包括通过扩口固定板套接固定在旋流分管末端外侧的旋流扩口连接管以及旋流扩口连接管末端一体成型连接的旋流扩口喇叭管；
33、由前至后分布的四组旋流扩口管道末端的朝向依次本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，包括设备箱，其特征在于：所述设备箱内部通过坡道板机构形成上空腔和下空腔，坡道板机构的上端设有位于上空腔内的渠道主体，且坡道板机构底部安装有位于下空腔内的制冷器；
2.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述设备箱的底部安装有万向轮，设备箱的上端安装有顶部盖板，顶部盖板的下端后部安装有雷达流量计，雷达流量计用于检测流经渠道主体的水体的水位及流速；
3.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述渠道主体的侧壁以及底壁上均设有导向管；
4.根据权利要求3所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述衬砌架机构包括衬砌架底板以及衬砌架底板上端安装的衬砌，衬砌架底板底部两端设有第一连接筒，渠道主体侧壁上对应的导向管贯穿第一连接筒，所述衬砌架底板上端设有位于衬砌两侧的限位板。
5.根据权利要求4所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：一侧的限位板上设有用于固定衬砌的衬砌固定螺栓，衬砌架底板上设有用于固定衬砌架底板的衬砌架固定螺栓。
6.根据权利要求4所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述第一连接筒通过其侧边的锁紧螺栓进行固定；
7.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述坡道板机构包括固定在设备箱内的U形支架、U形支架两侧和设备箱侧壁之间固定的回流坡道以及回流坡道后端和设备箱侧壁之间固定的平台板；
8.根据权利要求7所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述平台板与设备箱底壁呈15度的倾角设置，回流坡道板与设备箱底壁呈45度的倾角设置，所述水平板上设有排水口，排水口底部伸出设备箱底壁，所述第二制冷管设置在回流坡道板上。
9.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述旋流出口管道组件包括旋流管道上从前至后连接的旋流分管以及旋流分管末端外侧通过扩口固定板套接固定的旋流扩口管道；
10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备的试验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，包括设备箱，其特征在于：所述设备箱内部通过坡道板机构形成上空腔和下空腔，坡道板机构的上端设有位于上空腔内的渠道主体，且坡道板机构底部安装有位于下空腔内的制冷器；
2.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述设备箱的底部安装有万向轮，设备箱的上端安装有顶部盖板，顶部盖板的下端后部安装有雷达流量计，雷达流量计用于检测流经渠道主体的水体的水位及流速；
3.根据权利要求1所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述渠道主体的侧壁以及底壁上均设有导向管；
4.根据权利要求3所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：所述衬砌架机构包括衬砌架底板以及衬砌架底板上端安装的衬砌，衬砌架底板底部两端设有第一连接筒，渠道主体侧壁上对应的导向管贯穿第一连接筒，所述衬砌架底板上端设有位于衬砌两侧的限位板。
5.根据权利要求4所述的一种水流对渠道混凝土衬砌板材的冲蚀试验设备，其特征在于：一侧的限位板上设有用于固定衬砌的衬砌固定螺栓，衬砌架底板上设...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，叶雄，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：
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