[實用新型]一種用于流固耦合模型試驗涌水量采集裝置

有效

• 申請號: 201220130035.3
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN202501883U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 李術才;郭明;宋曙光;李利平;林春金;周毅;胡聰;石少帥;周宗青
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01F11/28
• 分類號: G01F11/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術領域

本實用新型涉及一種用于流固耦合模型試驗中涌水量采集裝置，屬于地下工程技術領域。

背景技術

隨著我國地下工程建設的蓬勃發展，巖溶地區修建隧道、水電站、跨流域調水以及深部礦產等地下工程中不斷遇到突水、涌泥等大型地質災害。在國內外隧道特大事故中，突水事故在死亡人數和發生次數上均居于前列，給隧道工程界帶來的人身傷亡和經濟損失極為慘重。如宜萬線鐵路野三關隧道穿越強巖溶地區，由于連續降雨，其I線DK124+602掌子面在爆破后不久后發生大型突水涌泥地質災害，造成10人死亡；雅礱江水電站深埋勘探導洞發生高達的巖溶大突水，沖毀施工設施并廢棄一條施工隧洞；宜萬線鐵路馬鹿箐隧道平導施工上覆溶腔水體壓裂拱部圍巖，發生特大突水災害，最大突水量高達30×10⁴m³/h，造成11人死亡。

因此，從目前國內外隧道施工現狀及發展趨勢來看，如何解決海底隧道突水涌水條件定量評價預測問題，有效遏制突水、涌泥等災害事故的發生，對海底隧道安全運營和施工具有極其重要意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于流固耦合模型試驗涌水量采集裝置及使用方法，操作簡單、組裝靈活方便、記錄數據直觀準確，用于預測涌水量，應用于實際工程中，對實際工程提供指導意義。

為實現上述目的，經過長期的研究和實踐，本實用新型采用下述技術方案：

一種用于流固耦合模型試驗涌水量采集裝置，包括集水裝置，集水裝置的下面設有調節其傾斜角度的調節支架，集水裝置通過兩路引水裝置一路連接計量裝置，計量裝置再通過排水管與水池相連，另一路直接與水池相連。

所述的集水裝置為弓形截面不銹鋼槽，頂端設置導水鋼片，集水裝置與流固耦合模型試驗隧洞口緊密貼合，保證準確采集隧道內涌水。

所述的兩路引水裝置分別為設有控制閥的橡膠軟管。

所述的計量裝置為帶有刻度的鋼化玻璃槽，精度達1ml。

所述的排水管上設有控制閥，保證測量涌水量不會超過最大量程。

本實用新型具有以下優點：

1)能成功的模擬流固耦合模型試驗涌水量變化與上覆水體高度變化、以及覆蓋層厚度變化關系；

2)采用與模型隧道底部緊密貼合的不銹鋼槽，能夠充分利用空間，最大限度的采集隧道內涌水量，減小誤差；

3)采用帶有閥門的分叉引水橡膠管，能夠自由控制涌水量的采集，保證試驗正常、精確進行；

4)采用側壁附帶精度達1ml的玻璃槽計量涌水量，直觀方便，可以保證試驗的實時進行，減少了頻繁移動集水裝置造成的涌水量損失。同時底部附帶排水口，可及時排除玻璃槽內涌水，防止超出最大量程。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是本實用新型引水裝置結構圖；

其中1.集水裝置；2.調節支架；3.引水裝置(與計量裝置相連的一路)；4.引水裝置(與水池相連的一路)；5.計量裝置；6.排水管；7.水池；a、b均為控制閥。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1中，一種用于流固耦合模型試驗涌水量采集裝置，包括集水裝置1，集水裝置1的下面設有調節其傾斜角度的調節支架2，集水裝置1通過兩路引水裝置一路連接計量裝置5，計量裝置5再通過排水管6與水池7相連，另一路直接與水池7相連。

集水裝置1為弓形截面不銹鋼槽，集水裝置1與流固耦合模型試驗隧洞口緊密貼合，保證準確采集隧道內涌水。兩路引水裝置3、4分別設有控制閥的橡膠軟管。計量裝置5為帶有刻度的鋼化玻璃槽，精度達1ml。排水管上設有控制閥，保證測量涌水量不會超過最大量程。

上述裝置的使用方法：

1)流固耦合模型試驗隧道開挖完成后，將集水裝置1與隧道底端緊密貼合，使集水裝置1能夠完全接納隧道內涌水；

2)用調節支架2調整集水裝置1至與水平面呈夾角，能夠保證隧道內涌水在重力作用下自動流入計量裝置5中；

3)先關閉與計量裝置5相連接的一路引水裝置3上的控制閥，打開與水池7直接相接的一路引水裝置4上的控制閥，向流固耦合模型試驗裝置的高強度鋼化玻璃密封箱內注入一定水頭高度的水；

4)待隧道內滲水量穩定，關閉計量裝置5底部控制閥，關閉與水池7直接相接的一路引水裝置4上的控制閥，同時打開與計量裝置5相連接的一路引水裝置3上的控制閥，采集涌水量；