023] 先根據(jù)密實區(qū)和不密實區(qū)的壓實度分別計算出每層土的質(zhì)量和夯實高度，通過控 制每層的夯實高度的不同，制造出密實區(qū)和不密實區(qū)；每層都壓實到所要求的高度以保證 壓實度；每層填料時，使顆粒分布均勻且層與層之間要進行剖毛處理，剖毛深度為1~2cm ; 擊實時，擊錘要分布均勻直擊到要求厚度，且試樣與箱體8內(nèi)壁接觸的周邊一定要擊實。
[0024] (b)接觸面存在裂隙的試樣制備：
[0025] 接觸面裂隙寬度的設(shè)置通過具有一定厚度的薄板控制，制樣前，按照試驗需要，將 一定厚度的薄板緊貼箱體8的一個內(nèi)壁放置，其余三面的內(nèi)壁均勻涂抹一層膨潤土護壁， 然后再進行土樣制備，制備過程同正常接觸試樣制備，土樣制備好后拔出薄板即可進行試 驗。
[0026] (三）試驗操作
[0027] (1)試驗設(shè)備的調(diào)試：有機玻璃本身就是一剛性介質(zhì)，可直接將其作為一剛性接 觸面，并通過改變其糙率模擬土體與不同糙率剛性建筑物之間的接觸沖刷試驗情況?？梢?根據(jù)與土體接觸的剛性建筑物的種類，設(shè)置箱體8內(nèi)壁的糙率。
[0028] 進行土石接觸沖刷試驗時，除了采用本發(fā)明的土石結(jié)合部接觸沖刷試驗裝置，還 需要采用供水裝置，所述供水裝置包括回轉(zhuǎn)吊、電動萌蘆和水箱，所述電動萌蘆固定在所述 回轉(zhuǎn)吊上，所述水箱固定在所述電動萌蘆的吊鉤上。
[0029] 啟動電動萌蘆，根據(jù)實驗?zāi)M的水頭，將水箱提升到相應(yīng)的高度，水箱底面的高度 最大可以達到l〇m，相當于0.1 MPa的水頭壓力，對所述接觸沖刷試驗裝置供水，檢查所述接 觸沖刷試驗裝置的密封部位是否漏水。
[0030] (2)根據(jù)試驗需要選取接觸沖刷試驗裝置的放置方式：模擬涵閘底板與土基的接 觸沖刷時，將接觸面橫向放置；模擬側(cè)墻與土體的接觸沖刷時，將接觸面豎向放置；
[0031] (3)根據(jù)試驗需要設(shè)置可活動頂蓋2的狀態(tài)：模擬下游有側(cè)向限制的接觸沖刷時， 打開出水口 5,將可活動頂蓋2四周的螺栓擰緊，將可活動頂蓋2與所述頂蓋1緊密固定在 一起；模擬下游無側(cè)向限制的接觸沖刷時，關(guān)閉出水口 5,將可活動頂蓋2拆除，或者將四周 的螺栓擰松，使可活動頂蓋2與所述頂蓋1之間保持一定的距離；
[0032] (4)開始試驗：根據(jù)試驗要求，調(diào)節(jié)試驗水頭，然后打開各閥門開始試驗；水頭施 加后，觀察試樣尤其是與箱體8內(nèi)壁接觸面不密實區(qū)試樣隨水頭施加時間的變化現(xiàn)象，并 記錄不密實區(qū)從潤濕、滲水、破壞、滲漏通道形成的過程及時間、試樣沖刷破壞后每2min內(nèi) 的沖刷量，并對比每種試驗條件下試驗現(xiàn)象的變化；對初始試驗溢出土體及沖刷土體進行 取樣烘干、稱量、顆分，對比不同試驗條件下、不同土體沖刷前后顆粒級配的變化。
[0033] 應(yīng)用實例：
[0034] 以下游無側(cè)限、接觸面存在不密實區(qū)的接觸沖刷試驗為例，具體控制指標為：不密 實區(qū)壓實度0. 85、密實區(qū)壓實度0. 95、試驗水頭為0. 7m、橫向試驗。具體試驗情況如下：試 樣初始現(xiàn)象表現(xiàn)為從試樣與儀器接觸面的下部開始，先是接觸面土樣潤濕、滲水（穩(wěn)定階 段），緊接著接觸帶土樣松軟、鼓脹，然后接觸面底部小塊土樣脫落（破壞階段），繼而內(nèi)部 土樣在上游水頭作用下出現(xiàn)連續(xù)性的流失，最后形成管涌通道（沖刷階段）。
[0035] 利用本發(fā)明的試驗裝置，打開出水口 5,將可活動頂蓋2四周的螺栓擰緊，將可活 動頂蓋2與所述頂蓋1緊密固定在一起，可進行原狀土或重塑土的滲透破壞試驗，測量不同 土體的滲透系數(shù)，或進行滲透破壞試驗。其與接觸沖刷試驗的不同之處在于：樣制備時，將 儀器四周均勻涂抹一層膨潤土防止邊壁集中滲漏，具體制備同正常接觸試樣制備。
[0036] 本發(fā)明的技術(shù)方案，可進行不同條件下的接觸沖刷試驗，也可以進行滲透破壞試 驗，測定土體的滲透系數(shù)。單個接觸沖刷試驗裝置制作費用約2000元，加之可重復(fù)使用，降 低了試驗的成本。箱體8采用透明的有機玻璃，方便試驗過程中各種現(xiàn)象的觀測。
【主權(quán)項】
1. 一種滲透破壞水工模型，其特征在于，包括箱體（8)、底座（10)、上緣（7)和頂蓋 (1)，所述頂蓋（1)、上緣（7)和底座（10)均為矩形鋼板，所述頂蓋（1)的中部設(shè)有可活動 頂蓋（2)，所述可活動頂蓋（2)四周設(shè)有多個螺栓，將可活動頂蓋（2)固定在所述頂蓋（1) 上；所述上緣⑵和底座（10)的四周均設(shè)有壓槽（6)，所述壓槽（6)內(nèi)設(shè)有厚12mm的硅膠 密封條；所述箱體（8)由橫截面為矩形的透明有機玻璃方管制成，壁厚為8mm，所述箱體（8) 放置在所述上緣（7)和底座（10)的所述壓槽（6)內(nèi)，在所述箱體（8)的一個側(cè)面設(shè)有出水 口（5)出水口（5)出水口（5)出水口（5);所述頂蓋⑴覆蓋在所述上緣（7)上，二者之間 設(shè)有密封圈（3);所述底座（10)的底部設(shè)有進水口（12);所述底座（10)位于所述箱體（8) 內(nèi)的部分設(shè)有矩形凹槽，所述凹槽的上部設(shè)有透水鋼板（11)，所述透水鋼板（11)的透水孔 徑為01.5mm，所述透水鋼板（11)的上表面與所述底座（10)的上表面在同一個平面上；水 流通過所述進水口（12)進入所述凹槽內(nèi)，然后通過所述透水鋼板（11)上的透水孔的均勻 過渡，進入箱體（8)內(nèi)；多個頂桿（9)穿過所述頂蓋（1)、上緣（7)和底座（10)底座（10)底 座（10)，利用緊固螺栓（4)將所述頂蓋（1)、上緣（7)、箱體（8)和底座（10)固定在一起。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水工模型，特別涉及一種模擬土石結(jié)合部滲透破壞的水工模型，屬于水利領(lǐng)域，其IPC分類號為E02B 1/02。本發(fā)明的滲透破壞水工模型，包括箱體、底座、上緣和頂蓋，頂蓋的中部設(shè)有可活動頂蓋，箱體由橫截面為矩形的透明有機玻璃方管制成，底座位于所述箱體內(nèi)的部分設(shè)有矩形凹槽，所述凹槽的上部設(shè)有透水鋼板。本發(fā)明的試驗裝置，可進行不同條件下的接觸沖刷試驗，操作方便且簡單易行，工作效率顯著提高，投資少，簡單易行。箱體采用透明的有機玻璃，方便試驗過程中各種現(xiàn)象的觀測。
【IPC分類】E02B1-02
【公開號】CN104831674
【申請?zhí)枴緾N201510108608
【發(fā)明人】李娜, 趙壽剛, 劉忠, 喬瑞社, 郝伯瑾, 魯立三, 楊小平, 鄧宇, 李振全, 岳瑜素, 宋力, 王少鋒, 高玉琴, 常芳芳, 余元寶, 校永志, 趙險峰
【申請人】黃河水利委員會黃河水利科學研究院
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月12日