[實用新型]滲透破壞現象實驗裝置

有效

• 申請號: 201220104592.8
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202502646U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 袁俊平;曲晨飛;丁國權;葉欣;王豹
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00;G01N33/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本實用新型屬于巖土力學中土壓力實驗儀器領域，尤其涉及一種演示包括流土、管涌等滲透破壞現象的實驗演示裝置。

背景技術

土的滲透性和滲流問題的研究已經成為土力學和巖土工程領域的一個重要和有實際意義的課題，它和人類生活密切相關，涉及到的領域有：水利、建筑、交通、采礦、石油、農業和環境等。滲透破壞是指水在土孔隙中流動而導致的土體結構破壞，如在坡面、擋土墻等結構物中常常會由于水的滲透而造成內部應力狀態的變化而造成失穩；土壩、堤壩、基坑等結構物會由于管涌逐漸改變地基土內的結構而釀成破壞事故。滲流破壞特別是局部滲透破壞在工程事故中極為常見。就單一土層來說，滲流變形的主要形式是流土和管涌。

在向上的滲透水流作用下，表層土局部范圍內的土體或顆粒群同時發生懸浮、移動的現象叫做流土，主要發生在地基或下游滲流溢出處。

在滲透水流作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道中發生移動并被帶出的現象，這種現象叫做管涌。管涌發生的部位即可在滲流溢出處，也可以在土體內部。

無粘性土體在一定水力梯度作用下產生的滲透破壞現象，可以利用該演示裝置形象的演示出來，并能測定其發生滲透破壞時的臨界水力梯度。該裝置由適當型號水泵提供水流，可以實現水的循環利用，輕巧靈便。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種演示包括流土、管涌等滲透破壞現象的實驗演示裝置，它可以形象地演示各種無粘性土體在足夠大的水力梯度作用下產生的流土現象，以及一定級配的無粘性土在一定水力梯度作用下產生管涌的現象，并能夠測定其發生滲透破壞時的臨界水力梯度。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種滲透破壞現象實驗裝置，其特征在于：包括滲流容器、儲水容器、測壓管、透水板、導管、止水閥、水泵以及試驗土體；所述的透水板設置在滲流容器的下端，在透水板下面為進水腔，在透水板上設置所述的實驗土體，所述的測壓管設置在滲流容器的外側上且管口在透水板上端，在所述的滲流容器的上端還設置有一排水口，所述的導管的一端連接滲流容器的進水腔，導管的另一端連接至所述的儲水容器，所述的水泵和止水閥設置在導管上。

在所述的排水口連接有一排水管，排水管的另一端連接至所述的儲水容器。

所述的滲流容器為透明有機玻璃筒；所述的測壓管為標有刻度的玻璃管。

本實用新型的工作過程如下：

儲水容器中的水經水泵加壓后進入滲流容器，在滲流容器的土體中形成由下而上的滲流，通過控制閥門大小可調整流速，可演示滲透、砂沸等現象。當滲流容器內水位高度達到排水口后，多余的水可經軟管流回儲水容器，形成水流循環。滲流容器側壁的測壓管可以顯示滲流時土體底部的測壓管水頭。

本實用新型的有益效果是：

通過開啟、關閉止水閥，并利用水泵作用，可以演示出無粘性土體在一定水力梯度作用下產生的滲透破壞現象，并能測定其發生滲透破壞時的臨界水力梯度。該裝置由適當型號水泵提供水流，可以實現水的循環利用，輕巧靈便。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為靜水和滲透情況的下的水頭。

圖中：1、滲流容器，2、儲水容器，3、測壓管，4、排水管，5、透水板，6、導管，7、止水閥，8、水泵，9、試驗土體，10、水，11、水和土混合體。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述：

如圖1所示，本實用新型包括滲流容器1，儲水容器2，測壓管3，排水管4，透水板5，導管6，止水閥7，水泵8，試驗土體9；滲流容器1的頂端接有排水管4，和儲水容器2頂端連通；滲流容器1的底端接導管6，通過導管6、止水閥7和水泵8與儲水容器2底端連通；滲流容器1的導管6接口上側設置透水板5，透水板5上放置試驗土體9；滲流容器1中試驗土體9的底端設有一個接口，接有測壓管3。

所述的滲流容器1為透明有機玻璃筒，頂端裝有保持水面高度恒定的排水管4出口，底端設置透水板5，導管6接口，測壓管3接口。

所述的測壓管3為玻璃管，上邊標有刻度。