一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置，蓋板安裝在滲透槽的頂部并與滲透槽密封連接，滲透槽分為注水區(qū)、試樣區(qū)以及排水區(qū)，注水區(qū)、試樣區(qū)、排水區(qū)依次排列，恒定水頭裝置與注水區(qū)通過水管相連接，隔砂網(wǎng)放置于滲透槽內(nèi)，注水區(qū)、排水區(qū)與試樣區(qū)通過隔砂網(wǎng)隔開，試樣位于試樣區(qū)內(nèi)，試樣區(qū)內(nèi)至少設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器，壓力傳感器通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)接收處理器相連接，滲透槽的橫向截面為梯形，注水區(qū)位于滲透槽內(nèi)體積較大的一側(cè)，排水區(qū)位于滲透槽內(nèi)體積較小的一側(cè)，排水區(qū)設(shè)置有排水孔。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，能夠模擬沿程滲透流速變化情況下的土體滲透變形和破壞的規(guī)律。
【專利說明】一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種研究常水滲透變形的試驗(yàn)裝置。屬于巖土工程試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]堤壩滲透破壞是造成安全事故或垮壩的主要形式之一，因此堤壩的滲透變形問題的研究具有重大意義。由于弧形堤防的水頭邊界為弧形，使得附近地層的滲流方向形成匯聚或擴(kuò)散的狀態(tài)，沿程滲透流速就會(huì)是變化的。本實(shí)用新型的裝置就是研究這種沿程滲透流速變化情況下土體滲透變形規(guī)律，為堤防設(shè)計(jì)或加固提供參考。
[0003]附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常水頭滲透裝置。附圖1中附圖標(biāo)記名稱如下:1、金屬圓筒；
2、金屬孔板；3、測(cè)壓孔；4、測(cè)壓管；5、溢水孔；6、滲水孔；7、調(diào)節(jié)管；8、滑動(dòng)架；9、供水管；10 ;止水夾；11、溫度計(jì)；12、礫石層；13、試樣；14、量杯；15、供水瓶。現(xiàn)有技術(shù)中的滲透變形研究裝置大多為規(guī)則的方槽或者圓柱形，滲透破壞時(shí)滲透流速是均勻的，未考慮沿程流速變化的情形，水頭控制裝置不能維持其長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，數(shù)據(jù)觀測(cè)一般采取比較粗糙的測(cè)壓管人工記錄數(shù)據(jù)，不能反映變流速下的滲透破壞，不能真實(shí)反映弧形堤防堤基的滲透穩(wěn)定性問題。因此需要一種改進(jìn)的技術(shù)方案解決以上問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置，包括恒定水頭裝置、水管、滲透槽、隔砂網(wǎng)、蓋板、試樣、壓力傳感器、導(dǎo)線和數(shù)據(jù)接收處理器，蓋板安裝在滲透槽的頂部并與滲透槽密封連接，滲透槽分為注水區(qū)、試樣區(qū)以及排水區(qū)，注水區(qū)、試樣區(qū)、排水區(qū)依次排列，恒定水頭裝置與注水區(qū)通過水管相連接，隔砂網(wǎng)放置于滲透槽內(nèi)，注水區(qū)、排水區(qū)與試樣區(qū)通過隔砂網(wǎng)隔開，試樣位于試樣區(qū)內(nèi)，試樣區(qū)內(nèi)至少設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器，壓力傳感器通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)接收處理器相連接，滲透槽的橫向截面為梯形，注水區(qū)位于滲透槽內(nèi)體積較大的一側(cè)，排水區(qū)位于滲透槽內(nèi)體積較小的一側(cè)，排水區(qū)設(shè)置有排水孔。
[0005]優(yōu)選地:恒定水頭裝置由第一筒體和第二筒體組成，第一筒體位于第二筒體中，水管與第一筒體筒的底部相連接。
[0006]優(yōu)選地:第一筒體為圓柱筒，第二筒體為方形筒。
[0007]優(yōu)選地:多個(gè)壓力傳感器沿滲透槽長(zhǎng)度方向均布在試樣區(qū)，壓力傳感器之間的間隔為IOcm0
[0008]優(yōu)選地:滲透槽采用有機(jī)玻璃制成。
[0009]優(yōu)選地:注水區(qū)內(nèi)設(shè)置有排氣孔。
[0010]有益效果:本裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，能夠模擬沿程滲透流速變化情況下土體滲透變形和破壞的規(guī)律，對(duì)于弧形堤防堤基的滲透穩(wěn)定性分析具有十分重要的意義。相對(duì)于其他的水頭控制裝置，本實(shí)用新型的恒定水頭裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，且能在較小的質(zhì)量下維持水頭穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的試驗(yàn)裝置。
[0012]圖2是本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3是滲透槽的平面圖。
[0014]圖4是恒定水頭裝置的平面圖。
[0015]附圖標(biāo)記名稱如下:
[0016]1、恒定水頭裝置；2、水管；3、滲透槽；4、隔砂網(wǎng)；5、排水孔；6、蓋板；7、排氣孔；8、壓力傳感器；9、導(dǎo)線；10、數(shù)據(jù)接收處理器；11、注水區(qū)；12、試樣區(qū)；13、排水區(qū)；14、溢流口 ；15、第一筒體；16、第二筒體。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置，一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置，包括恒定水頭裝置1、水管2、滲透槽3、隔砂網(wǎng)4、試樣、蓋板6、排氣孔7、壓力傳感器8、導(dǎo)線9和數(shù)據(jù)接收處理器10。
[0018]滲透槽3的前后左右及底部均有板，僅有頂部沒有板。滲透槽3的頂部設(shè)置有蓋板6,可以把蓋板6掀起來,把試樣方便的放入滲透槽3內(nèi)。在把試樣、壓力傳感器8及一部分導(dǎo)線放入滲透槽3后，使蓋板6蓋在滲透槽3的頂部，并使蓋板6與滲透槽3密封連接。滲透槽3分為注水區(qū)11、試樣區(qū)12以及排水區(qū)13，注水區(qū)11、試樣區(qū)12、排水區(qū)13依次排列。隔砂網(wǎng)4放置于滲透槽3內(nèi)，排氣孔7設(shè)置在注水區(qū)11內(nèi)。由于在滲透槽3內(nèi)放入試樣后，且蓋板6與滲透槽3密封連接，使得注水區(qū)11為一密封空間，排氣孔7的作用在于使水能順利的進(jìn)入注水區(qū)11內(nèi)。注水區(qū)11、排水區(qū)13與試樣區(qū)12通過隔砂網(wǎng)4隔開，試樣位于試樣區(qū)12內(nèi)。試樣區(qū)內(nèi)至少設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器8，壓力傳感器8通過導(dǎo)線9與數(shù)據(jù)接收處理器10相連接。多個(gè)壓力傳感器8沿滲透槽3長(zhǎng)度方向均布在試樣區(qū)12，壓力傳感器8之間的間隔為10cm。壓力傳感器8可以準(zhǔn)確的測(cè)量壓力，同時(shí)可以實(shí)時(shí)記錄在不同恒定水頭下試樣內(nèi)的壓力變化情況。滲透槽3采用有機(jī)玻璃制成，可以清楚的看到滲透槽3內(nèi)部的情況。
[0019]滲透槽3的橫向截面為梯形，注水區(qū)11位于滲透槽3內(nèi)體積較大的一側(cè)(靠近梯形下底的一側(cè))，排水區(qū)13位于滲透槽3內(nèi)體積較小的一側(cè)(靠近梯形上底的一側(cè))，在滲透槽3內(nèi)，從靠近梯形下底的一側(cè)(圖2中的左側(cè))到靠近梯形上底的一側(cè)(圖2中的右側(cè))滲透槽3的豎向截面是逐步變小的。排水區(qū)13開有排水孔5。滲透槽3的截面是變化的，在現(xiàn)有技術(shù)中其他的滲透槽3的截面是恒定的，水流通過滲透槽3時(shí)將會(huì)產(chǎn)生流速的變化，便于研究沿程流速變化情況下滲透變形規(guī)律。
[0020]恒定水頭裝置I由第一筒體15和第二筒體16組成。第一筒體15位于第二筒體16中，第一筒體15與第二筒體16都具有筒底和側(cè)面，第一筒體15與第二筒體16的頂部為開口，第一筒體15與第二筒體16共用一底面。把水管2的一端與第一筒體15的筒底部相連接。水管2的另一端與滲透槽3的注水區(qū)11相連接。水位于第一筒體15中，第二筒體16的底面(不與第一筒體15共用的底面)上開有溢流口 14。第二筒體16的高度大于第一筒體15的高度。在做試驗(yàn)時(shí)，使水不停的流入第一筒體15中，并使單位時(shí)間內(nèi)流入第一筒體15內(nèi)的水超過單位時(shí)間內(nèi)從水管2流出的水，那么當(dāng)注入的水超出第一筒體15的高度時(shí),水從第一筒體15中溢出流入第二筒體16中，從而使第一筒體15內(nèi)的水保持恒定水頭狀態(tài)。流入第二筒體16中的多余的水從第二筒體16底部的溢流口 14流出。在本實(shí)用新型中第一筒體15采用圓柱筒，第二筒體16采用方形筒。也就是說使進(jìn)入圓柱筒的水量多于溢出的水量，圓柱筒始終有水溢出，保持圓柱筒內(nèi)水位不變，試樣處于常水頭下滲透。相對(duì)于其他的水頭控制裝置，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，且能在較小的質(zhì)量下維持水頭穩(wěn)定。
[0021]工作原理:通過對(duì)普通滲透槽3裝置進(jìn)行改造，成為變截面的滲透槽3，水在槽內(nèi)流通時(shí)，由于截面的變化，流速也將會(huì)產(chǎn)生變化，運(yùn)用這一特性來對(duì)不同級(jí)配的無粘性土在沿程流速變化情況下滲透變形進(jìn)行研究，通過數(shù)據(jù)對(duì)比研究分析最終得到無粘性土在沿程流速變化情況下臨界水利梯度和滲透變形規(guī)律。
【權(quán)利要求】
1.一種研究沿程滲透流速變化情況下滲透變形的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括恒定水頭裝置(I)、水管(2)、滲透槽(3)、隔砂網(wǎng)(4)、蓋板(6)、試樣、壓力傳感器(8)、導(dǎo)線(9)和數(shù)據(jù)接收處理器(10 )，蓋板(6 )安裝在滲透槽(3 )的頂部并與滲透槽(3 )密封連接，滲透槽(3)分為注水區(qū)(11)、試樣區(qū)(12)以及排水區(qū)(13)，注水區(qū)(11)、試樣區(qū)(12)、排水區(qū)(13)依次排列，恒定水頭裝置(I)與注水區(qū)(11)通過水管(2)相連接，隔砂網(wǎng)(4)放置于滲透槽(3)內(nèi)，注水區(qū)(11)、排水區(qū)(13)與試樣區(qū)(12)通過隔砂網(wǎng)(4)隔開，試樣位于試樣區(qū)(12)內(nèi)，試樣區(qū)內(nèi)至少設(shè)置有一個(gè)壓力傳感器(8)，壓力傳感器(8)通過導(dǎo)線(9)與數(shù)據(jù)接收處理器(10)相連接，滲透槽(3)的橫向截面為梯形，注水區(qū)(11)位于滲透槽(3)內(nèi)體積較大的一側(cè)，排水區(qū)(13)位于滲透槽(3)內(nèi)體積較小的一側(cè)，排水區(qū)(13)設(shè)置有排水孔(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:恒定水頭裝置(I)由第一筒體(15)和第二筒體(16)組成，第一筒體(15)位于第二筒體(16)中，水管(2)與第一筒體筒(15)的底部相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:第一筒體(15)為圓柱筒，第二筒體(16)為方形筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:多個(gè)壓力傳感器(8)沿滲透槽(3)長(zhǎng)度方向均布在試樣區(qū)(12)，壓力傳感器(8)之間的間隔為10cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:滲透槽(3)采用有機(jī)玻璃制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括排氣孔(7)，排氣孔(7)設(shè)置在注水區(qū)(11)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK203643304SQ201320832445
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】萇坡, 陳建生, 黃德文, 金浩然, 胡康俊, 張家甫, 張超 申請(qǐng)人:河海大學(xué)