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专利名称 | 一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置 |
申请号 | CN202123109610.X | 申请日期 | 2021-12-13 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 暂无 |
公开/公告日 | | 公开/公告号 | |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G01N15/08 | IPC分类号 | G;0;1;N;1;5;/;0;8;;;G;0;1;B;2;1;/;3;2查看分类表>
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申请人 | 海南云端环境咨询有限公司 | 申请人地址 | 海南省海口市龙华区豪苑路7号博豪苑小区6幢
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 海南云端环境咨询有限公司 | 当前权利人 | 海南云端环境咨询有限公司 |
发明人 | 李波;李慧君;郑祝庆;王琼;高城;邓延 |
代理机构 | 广州三环专利商标代理有限公司 | 代理人 | 吴挺俏 |
摘要
本实用新型公开了一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,涉及土体侵蚀响应模拟领域,包括透明模拟箱,所述透明模拟箱的底部设置有导流箱,所述导流箱的上侧端口内固定有第一拦截网,所述第一拦截网的上侧设置有砂石层,所述砂石层的上侧固定有第二拦截网,所述第二拦截网的上侧设置有土样层,所述土样层的内部从下到上依次埋设有土压力盒、孔隙水压力计和分层沉降仪,所述透明模拟箱的顶部内壁等间距固定有布水管。本实用新型通过采用透明模拟箱,能够从四侧观察土样层的高度及沉降变化情况,且由孔隙水压力计、土压力盒、分层沉降仪分别实时检测记录孔隙水压力、土体应力、土层分层变形量,能够实现精准有效地模拟。
1.一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,包括透明模拟箱(1),其特征在于:所述透明模拟箱(1)的底部设置有导流箱(2),所述导流箱(2)的底部外侧边缘等间距固定有支撑脚(3),所述导流箱(2)的底部设置有集水箱(4),所述导流箱(2)与集水箱(4)之间设置有导流管(5),所述导流箱(2)的内腔与透明模拟箱(1)的内腔相贯通,所述导流箱(2)的上侧端口内固定有第一拦截网(6),所述第一拦截网(6)的上侧设置有砂石层(7),所述砂石层(7)嵌套在透明模拟箱(1)内,所述砂石层(7)的上侧固定有第二拦截网(8),所述第二拦截网(8)的上侧设置有土样层(9),所述土样层(9)的内部从下到上依次埋设有土压力盒(10)、孔隙水压力计(11)和分层沉降仪(12),所述透明模拟箱(1)的顶部内壁等间距固定有布水管(13),所述布水管(13)的表面等间距开设有布水孔(14),多个所述布水管(13)的左端共同连接有进水总管(15),所述集水箱(4)的底部设置有底板(16),所述支撑脚(3)的下端与底板(16)连接,所述底板(16)的上侧左部安装有供水箱(19),所述供水箱(19)上安装有液泵(20),所述液泵(20)的输入端与供水箱(19)连接,所述液泵(20)的输出端连接有输水管(21),所述输水管(21)的上端伸入透明模拟箱(1)内,所述输水管(21)的上端与进水总管(15)连接,所述底板(16)的上侧右部安装有平台架(22),所述平台架(22)上安装有计算机控制监测设备(23)。
2.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述土压力盒(10)、孔隙水压力计(11)、分层沉降仪(12)和液泵(20)均与计算机控制监测设备(23)之间电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述透明模拟箱(1)的底部与导流箱(2)的上侧之间密封固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述导流箱(2)设置为锥形,所述导流管(5)的上端与导流箱(2)的底部连接,所述导流管(5)的下端与集水箱(4)连接。
5.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述第一拦截网(6)和第二拦截网(8)均采用不锈钢加工制成。
6.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述第一拦截网(6)的底部等间距固定有加强杆(24),所述加强杆(24)的两端与导流箱(2)的内壁连接。
7.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述透明模拟箱(1)采用高强度钢化玻璃加工制成,所述导流箱(2)采用不锈钢加工制成。
8.根据权利要求1所述的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,其特征在于:所述导流箱(2)的前后左右四方均设置有支撑杆(17),所述支撑杆(17)的下端与底板(16)连接,所述支撑杆(17)上安装有高速摄像仪(18),所述高速摄像仪(18)与计算机控制监测设备(23)之间电性连接。
一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及土体侵蚀响应模拟领域,具体涉及一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置。\n背景技术\n[0002] 渗透破坏作为土石坝和堰塞体等的主要失稳形式之一,常发生于不良级配无粘性土中。在渗透破坏作用下不良级配无粘性土中的细颗粒易被水流冲蚀,进而影响土体的物理力学性质,甚至导致土体结构破坏。快速确定不良级配无粘性土材料在不同渗流场作用下的冲蚀特性,并对其蚀后响应进行有效的模拟与分析,对坝基、堰塞体等的渗流安全评估与应急处置均着重要的意义。\n[0003] 目前,现有的土体侵蚀响应模拟设备结构复杂,且无法有效地观察土体渗流侵蚀的变形情况。\n[0004] 因此,发明一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置来解决上述问题很有必要。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型的目的是提供一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,以解决上述背景技术中提出的土体侵蚀响应模拟设备结构复杂,且无法有效地观察土体渗流侵蚀的变形情况的问题。\n[0006] 为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,包括透明模拟箱,所述透明模拟箱的底部设置有导流箱,所述导流箱的底部外侧边缘等间距固定有支撑脚,所述导流箱的底部设置有集水箱,所述导流箱与集水箱之间设置有导流管,所述导流箱的内腔与透明模拟箱的内腔相贯通,所述导流箱的上侧端口内固定有第一拦截网,所述第一拦截网的上侧设置有砂石层,所述砂石层嵌套在透明模拟箱内,所述砂石层的上侧固定有第二拦截网,所述第二拦截网的上侧设置有土样层,所述土样层的内部从下到上依次埋设有土压力盒、孔隙水压力计和分层沉降仪,所述透明模拟箱的顶部内壁等间距固定有布水管,所述布水管的表面等间距开设有布水孔,多个所述布水管的左端共同连接有进水总管,所述集水箱的底部设置有底板,所述支撑脚的下端与底板连接,所述底板的上侧左部安装有供水箱,所述供水箱上安装有液泵,所述液泵的输入端与供水箱连接,所述液泵的输出端连接有输水管,所述输水管的上端伸入透明模拟箱内,所述输水管的上端与进水总管连接,所述底板的上侧右部安装有平台架,所述平台架上安装有计算机控制监测设备。\n[0007] 优选的,所述土压力盒、孔隙水压力计、分层沉降仪和液泵均与计算机控制监测设备之间电性连接。\n[0008] 优选的,所述透明模拟箱的底部与导流箱的上侧之间密封固定连接。\n[0009] 优选的,所述导流箱设置为锥形,所述导流管的上端与导流箱的底部连接,所述导流管的下端与集水箱连接。\n[0010] 优选的,所述第一拦截网和第二拦截网均采用不锈钢加工制成。\n[0011] 优选的,所述第一拦截网的底部等间距固定有加强杆,所述加强杆的两端与导流箱的内壁连接。\n[0012] 优选的,所述透明模拟箱采用高强度钢化玻璃加工制成,所述导流箱采用不锈钢加工制成。\n[0013] 优选的,所述导流箱的前后左右四方均设置有支撑杆,所述支撑杆的下端与底板连接,所述支撑杆上安装有高速摄像仪,所述高速摄像仪与计算机控制监测设备之间电性连接。\n[0014] 在上述技术方案中,本实用新型提供的技术效果和优点:\n[0015] 1、通过采用透明模拟箱,能够从四侧观察土样层的高度及沉降变化情况,且在土样层内安装有土压力盒、孔隙水压力计和分层沉降仪,由孔隙水压力计、土压力盒、分层沉降仪分别实时检测记录孔隙水压力、土体应力、土层分层变形量,能够实现精准有效地模拟;\n[0016] 2、通过透明模拟箱采用高强度钢化玻璃加工制成,可以承受较大的力而不失去稳定性,使用寿命长;\n[0017] 3、通过在透明模拟箱的前后左右四侧均设有高速摄像仪,能够实时监测记录,能够有效地观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程,提高了观察的精准度。\n附图说明\n[0018] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0019] 图1为本实用新型的整体结构示意图;\n[0020] 图2为本实用新型的透明模拟箱与导流箱连接图;\n[0021] 图3为本实用新型图2的剖视图;\n[0022] 图4为本实用新型的进水总管与布水管连接图。\n[0023] 附图标记说明:\n[0024] 1、透明模拟箱;2、导流箱;3、支撑脚;4、集水箱;5、导流管;6、第一拦截网;7、砂石层;8、第二拦截网;9、土样层;10、土压力盒;11、孔隙水压力计;12、分层沉降仪;13、布水管;\n14、布水孔;15、进水总管;16、底板;17、支撑杆;18、高速摄像仪;19、供水箱;20、液泵;21、输水管;22、平台架;23、计算机控制监测设备;24、加强杆。\n具体实施方式\n[0025] 为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。\n[0026] 本实用新型提供了如图1‑4所示的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置,包括透明模拟箱1,所述透明模拟箱1的底部设置有导流箱2,所述导流箱2的底部外侧边缘等间距固定有支撑脚3,所述导流箱2的底部设置有集水箱4,所述导流箱2与集水箱4之间设置有导流管5,所述导流箱2的内腔与透明模拟箱1的内腔相贯通,所述导流箱2的上侧端口内固定有第一拦截网6,所述第一拦截网6的上侧设置有砂石层7,所述砂石层7嵌套在透明模拟箱1内,所述砂石层7的上侧固定有第二拦截网8,所述第二拦截网8的上侧设置有土样层9,所述土样层9的内部从下到上依次埋设有土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12,所述透明模拟箱1的顶部内壁等间距固定有布水管13,所述布水管13的表面等间距开设有布水孔\n14,多个所述布水管13的左端共同连接有进水总管15,所述集水箱4的底部设置有底板16,所述支撑脚3的下端与底板16连接,所述底板16的上侧左部安装有供水箱19,所述供水箱19上安装有液泵20,所述液泵20的输入端与供水箱19连接,所述液泵20的输出端连接有输水管21,所述输水管21的上端伸入透明模拟箱1内,所述输水管21的上端与进水总管15连接,所述底板16的上侧右部安装有平台架22,所述平台架22上安装有计算机控制监测设备23。\n[0027] 所述土压力盒10、孔隙水压力计11、分层沉降仪12和液泵20均与计算机控制监测设备23之间电性连接,土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12将检测的数据发送给计算机控制监测设备23,通过计算机控制监测设备23进行处理计算分析,精准度高。\n[0028] 所述透明模拟箱1的底部与导流箱2的上侧之间密封固定连接,保证透明模拟箱1的底部与导流箱2之间的密封性,避免出现漏水等现象。\n[0029] 所述导流箱2设置为锥形,所述导流管5的上端与导流箱2的底部连接,所述导流管\n5的下端与集水箱4连接,使得流到导流箱2内的水能够通过导流管5输入集水箱4内,在集水箱4内进行收集。\n[0030] 可以理解的是,液泵20工作,抽取供水箱19内的水,通过输水管21输送到进水总管\n15内,再进入布水管13内,由布水孔14喷出,水浸入土样层9内,随着水的持续喷洒,土样层9内多余的水分穿过第二拦截网8、砂石层7和第一拦截网6,流入导流箱2内,再通过导流管5进入集水箱4内,土样层9内埋设有土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12,土压力盒\n10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12实时对土样层9内的土体应力、孔隙水压力和土层分层变形量进行检测记录,并将相关数据发送给计算机控制监测设备23,由计算机控制监测设备23进行分析处理,能够清了解相关的数据信息,有利于提高模拟效果,透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成,可以承受较大的力而不失去稳定性,使用寿命长,且能够从四侧观察土样层9的高度及沉降变化情况。\n[0031] 如图3所示,所述第一拦截网6和第二拦截网8均采用不锈钢加工制成,结构强度大,不易损坏,使用寿命长。\n[0032] 所述第一拦截网6的底部等间距固定有加强杆24,所述加强杆24的两端与导流箱2的内壁连接,通过加强杆24对第一拦截网6进行支撑,使得第一拦截网6能够有效地对砂石层7进行支撑。\n[0033] 所述透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成,结构强度大,不易破碎,使用寿命长,所述导流箱2采用不锈钢加工制成,结构强度大,使用寿命长。\n[0034] 可以理解的是,第一拦截网6和第二拦截网8采用不锈钢加工制成,使得第一拦截网6和第二拦截网8的结构强度大,不易腐蚀,并在第一拦截网6底部等间距固定有加强杆\n24,通过加强杆24能够有效地对第一拦截网6进行支撑,使得第一拦截网6受到砂石层7的挤压后不容易损坏,透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成,能够保证良好透明度的同时,使得透明模拟箱1整体结构强度大,不易破碎,整体使用寿命长。\n[0035] 如图1所示,所述导流箱2的前后左右四方均设置有支撑杆17,所述支撑杆17的下端与底板16连接,所述支撑杆17上安装有高速摄像仪18,所述高速摄像仪18与计算机控制监测设备23之间电性连接,通过高速摄像仪18进行实时监测记录,高速摄像仪18能够观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程。\n[0036] 可以理解的是,在导流箱2的前后左右四方均固定有支撑杆17,支撑杆17上安装有高速摄像仪18,通过四个高速摄像仪18分别在透明模拟箱1的前后左右四侧进行实时监测记录,能够有效地观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程,提高了观察的精准度,同时降低了人工劳动强度,避免人工观察出现的错误。\n[0037] 以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
引用专利(该专利引用了哪些专利)
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
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