一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，該裝置主要由主體試驗(yàn)槽、壩體模擬裝置、上游水位提供裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)四部分組成。通過(guò)逐級(jí)提高水頭觀察滲流可以模擬實(shí)際堤壩工程上游水位的升高對(duì)壩體底部滲流的影響；通過(guò)改變壩體模擬裝置的兩個(gè)矩形隔水板的角度與矩形板底部的間距可以用來(lái)模擬具體不同形狀參數(shù)的壩體結(jié)構(gòu)；通過(guò)連接計(jì)算機(jī)終端的液位傳感器與百分表則能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控壩體底部發(fā)生滲流時(shí)滲流場(chǎng)、位移場(chǎng)。綜上，本裝置可為實(shí)際堤壩滲流模擬提供理論指導(dǎo)，也可以作為巖土工程與水利工程教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)之用。
【專利說(shuō)明】一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利工程物理模型試驗(yàn)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]滲流問(wèn)題是壩體安全的關(guān)鍵，水利水電工程中堤壩的發(fā)展史也就是滲流理論和滲流控制理論的發(fā)展史。對(duì)于水利水電工程中最廣泛的水庫(kù)、壩堤的安全問(wèn)題，滲流破壞更為突出，在國(guó)內(nèi)外的壩體失事原因調(diào)查中占45%左右。大壩和堤防的防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)、旅游和改善生態(tài)等綜合效益巨大，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施與安全保證。這些工程的安危與興衰，很大程度上依賴于滲流理論與技術(shù)的發(fā)展。因此，堤壩滲流破壞的研究刻不容緩。
[0003]現(xiàn)有的堤壩滲流模型僅僅是考慮了土石壩等透水壩體的滲流，對(duì)于混凝土壩等不透水壩體底部的滲流破壞則涉及很少。故需要一種新型的堤壩滲流破壞模型試驗(yàn)裝置。
[0004]針對(duì)這些存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種可為實(shí)際堤壩滲流模擬提供理論指導(dǎo)的試驗(yàn)裝置，能夠更加真實(shí)的模擬和測(cè)試不透水壩體底部滲流破壞的滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型采用如下方案:
[0006]一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，包括用于提供上游水位的供水裝置、用于裝樣的試驗(yàn)槽裝置、用于數(shù)據(jù)收集及處理的數(shù)據(jù)采集裝置，其中，供水裝置通過(guò)出水管與試驗(yàn)槽裝置連通；試驗(yàn)槽裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集裝置連接；所述試驗(yàn)槽裝置外部為上部開(kāi)口的長(zhǎng)方體試樣槽，內(nèi)部設(shè)置一個(gè)壩體模擬裝置，所述壩體模擬裝置由以下部件組成:
[0007]滑槽通過(guò)固定螺栓安裝于長(zhǎng)方體試樣槽長(zhǎng)邊所在面的兩側(cè)壁上的，兩塊隔水板垂直安裝在滑槽之間。
[0008]本實(shí)用新型所述供水裝置由:移動(dòng)式水箱，用于升降移動(dòng)式水箱的定滑輪和纜繩構(gòu)成的機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于固定定滑輪的安裝架組成，其中，所述纜繩一端為自由端，一端跨過(guò)滑輪與移動(dòng)式水箱連接。
[0009]本實(shí)用新型所述移動(dòng)式水箱的一側(cè)開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口，與進(jìn)水口相對(duì)一側(cè)開(kāi)設(shè)有溢水口，移動(dòng)式水箱底部開(kāi)設(shè)有出水管。
[0010]本實(shí)用新型所述壩體模擬裝置還包括滾輪、底軸部件，其中，隔水板安裝在底軸上，滾輪安裝在底軸兩端，隔水板可繞底軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]本實(shí)用新型所述試驗(yàn)槽裝置在安裝滑槽所在面的外側(cè)上設(shè)有水平刻度線以及量角刻度盤(pán)。
[0012]本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)采集裝置包括:均勻分布于試驗(yàn)槽裝置下游的液位傳感器，百分表，百分表安裝架，其中，所述液位傳感器和百分表通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)終端連接，百分表安裝架設(shè)置在長(zhǎng)方體試樣槽上與安裝滑槽所在面垂直面的內(nèi)壁上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0014]本實(shí)用新型所述該裝置能夠通過(guò)逐級(jí)提高移動(dòng)式供水箱來(lái)提高試樣槽上游水位，模擬實(shí)際堤壩工程上游水位的升高對(duì)壩體底部滲流的影響；可以通過(guò)改變壩體模擬裝置的兩個(gè)隔水板的角度與矩形板底部的間距可以用來(lái)模擬具體不同形狀參數(shù)的壩體結(jié)構(gòu)；最后連接在計(jì)算機(jī)終端的液位傳感器與百分表能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控主體試驗(yàn)槽下游的滲流場(chǎng)、位移場(chǎng)。綜上，本裝置可為實(shí)際堤壩滲流模擬提供理論指導(dǎo)，也可以作為巖土工程與水利工程教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)之用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是模型裝置工時(shí)水位、土樣示意圖。
[0017]圖中:1、木架2、進(jìn)水口 3、定滑輪4、移動(dòng)式水位箱5、溢水口 6、出水管7、纜繩
8、固定螺栓9、試樣槽10、滑槽11、量角刻度盤(pán)12、液位傳感器13、計(jì)算機(jī)終端14、隔水板15、百分表16、百分表安裝架17、水平刻度條18、滾輪19、底軸。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，該裝置主要由試驗(yàn)槽裝置、供水裝置、數(shù)據(jù)采集裝置組成。
[0020]本實(shí)用新型所述試驗(yàn)槽裝置外部為一個(gè)無(wú)蓋板的長(zhǎng)方體試樣槽9組成，其一側(cè)預(yù)留了安裝液位傳感器的安裝孔，在其另外一側(cè)預(yù)留了連接移動(dòng)式水位箱5的安裝孔，所述試驗(yàn)槽裝置內(nèi)部為一個(gè)壩體模擬裝置，所述壩體模擬裝置由以下部件組成:
[0021]滑槽10通過(guò)固定螺栓8安裝于長(zhǎng)方體試樣槽9長(zhǎng)邊所在面的兩側(cè)壁上的，兩塊隔水板14垂直安裝在滑槽10之間。
[0022]優(yōu)選地，本實(shí)用新型所述壩體模擬裝置還包括滾輪18、底軸19部件，其中，隔水板14安裝在底軸上，滾輪18安裝在底軸19兩端。其中隔水板14為有機(jī)玻璃，隔水板14可以用來(lái)模擬不透水壩體的迎水面與背水面。將隔水板14安裝于兩條滑槽10之間，通過(guò)安裝在兩塊有機(jī)玻璃板上滾輪的滾動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)玻璃板在滾槽內(nèi)自由的水平移動(dòng)。
[0023]如圖2所示，優(yōu)選地，本實(shí)用新型所述試樣槽9在安裝滑槽10的一側(cè)面上設(shè)有水平刻度線以及量角刻度盤(pán)11。通過(guò)量角板和水平刻度可以直觀地調(diào)整兩塊有機(jī)玻璃板的角度與端部的間距，精確模擬出各種壩體結(jié)構(gòu)的不同參數(shù)的。
[0024]優(yōu)選地，本實(shí)用新型所述隔水板14能繞其底軸轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整兩塊有機(jī)玻璃板的角度與間距，可以模擬出各種不同形狀參數(shù)的壩體結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖1可見(jiàn)，試驗(yàn)槽裝置與供水裝置通過(guò)出水管6連通。所述供水裝置由:用于固定定滑輪3的安裝架1，用于升降移動(dòng)式水箱4的定滑輪3和纜繩7構(gòu)成的機(jī)械傳動(dòng)裝置，移動(dòng)式水箱4組成，其中，所述纜繩7 —端跨過(guò)滑輪3與移動(dòng)式水箱4連接，另一端為自由端。該裝置可以用來(lái)模擬實(shí)際堤壩結(jié)構(gòu)上游水位的升降，通過(guò)定滑輪上下移動(dòng)移動(dòng)式供水箱來(lái)控制主體試驗(yàn)槽的上游水位。
[0026]本實(shí)用新型所述移動(dòng)式水箱4的一側(cè)開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口 2，與進(jìn)水口 2相對(duì)一側(cè)開(kāi)設(shè)有溢水口 5,移動(dòng)式水箱4底部開(kāi)設(shè)有出水管6。
[0027]本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)采集裝置包括:均勻分布于試驗(yàn)槽裝置下游的液位傳感器13，安裝于百分表安裝架16上的百分表15，通過(guò)數(shù)據(jù)線與液位傳感器13和百分表15連接的計(jì)算機(jī)終端13，其中，所述百分表安裝架16設(shè)置在試驗(yàn)槽裝置的一側(cè)內(nèi)壁上。該系統(tǒng)能夠通過(guò)傳感器和百分表與計(jì)算機(jī)終端的連接實(shí)時(shí)監(jiān)控壩底滲流過(guò)程中的滲流場(chǎng)與位移場(chǎng)。
[0028]如圖2所示，作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在利用本實(shí)用新型作為研究不透水壩體底部滲流破壞的試驗(yàn)，可以采用如下具體實(shí)施步驟:
[0029]a、在長(zhǎng)方體有機(jī)玻璃試樣槽9中分層裝入土樣至底軸，并進(jìn)行壓實(shí)、排氣及飽和處理。
[0030]b、根據(jù)實(shí)際需要模擬的壩體，改變壩體模擬裝置中擋水隔板的角度與兩擋水隔板之間的間距。
[0031]C、逐級(jí)提高移動(dòng)式水位箱的高度，使得長(zhǎng)方體有機(jī)玻璃試驗(yàn)槽中上游水位逐級(jí)升高，用來(lái)模擬上游水位的升高對(duì)不透水壩體底部滲流的影響。
[0032]d、均勻分布于試驗(yàn)槽下游的液位傳感器和通過(guò)有機(jī)玻璃安裝架固定的百分表能夠測(cè)量相關(guān)參數(shù)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控壩底滲流過(guò)程中的滲流場(chǎng)與位移場(chǎng)。
[0033]該試驗(yàn)裝置適用于壩體工程滲流與滲透破壞的研究，為實(shí)際壩體工程等施工、設(shè)計(jì)等提供指導(dǎo)，也可以作為巖土工程及水利工程學(xué)科的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)之用。
【權(quán)利要求】
1.一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括用于提供上游水位的供水裝置、用于裝樣的試驗(yàn)槽裝置、用于數(shù)據(jù)收集及處理的數(shù)據(jù)采集裝置，其中，供水裝置通過(guò)出水管(6)與試驗(yàn)槽裝置連通；試驗(yàn)槽裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集裝置連接；所述試驗(yàn)槽裝置外部為上部開(kāi)口的長(zhǎng)方體試樣槽(9)，內(nèi)部設(shè)置一個(gè)壩體模擬裝置，所述壩體模擬裝置由以下部件組成: 滑槽(10)通過(guò)固定螺栓(8)安裝于長(zhǎng)方體試樣槽(9)長(zhǎng)邊所在面的兩側(cè)壁上的，兩塊隔水板(14)垂直安裝在滑槽(10)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述供水裝置由:移動(dòng)式水箱(4)，用于升降移動(dòng)式水箱(4)的定滑輪(3)和纜繩(7)構(gòu)成的機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于固定定滑輪(3)的安裝架(I)組成，其中，所述纜繩(7) —端為自由端，一端跨過(guò)滑輪(3 )與移動(dòng)式水箱(4 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述移動(dòng)式水箱(4)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口(2)，與進(jìn)水口(2)相對(duì)一側(cè)開(kāi)設(shè)有溢水口(5),移動(dòng)式水箱(4)底部開(kāi)設(shè)有出水管(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壩體模擬裝置還包括滾輪(18)、底軸(19)部件，其中，隔水板(14)安裝在底軸上，滾輪(18)安裝在底軸(19)兩端,隔水板(14)可繞底軸(19)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)槽裝置在安裝滑槽(10)所在面的外側(cè)上設(shè)有水平刻度線以及量角刻度盤(pán)(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種研究不透水壩體底部滲流破壞的模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括:均勻分布于試驗(yàn)槽裝置下游的液位傳感器(13)，百分表(15)，百分表安裝架(16)，其中，所述液位傳感器(13)和百分表(15)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)終端(13)連接，百分表安裝架(16)設(shè)置在長(zhǎng)方體試樣槽(9)上與安裝滑槽(10)所在面垂直面的內(nèi)壁上。
【文檔編號(hào)】E02B1/02GK203821298SQ201420199689
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】孫杰, 周曉智, 袁磊, 葛路, 凌煒 申請(qǐng)人:河海大學(xué)