[發明專利]一種多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型及試驗方法

有效

• 申請號: 201310138570.2
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103233441A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 陳亮;趙敬川;夏兵兵;高為壯;雷文;丁小闖;康方博
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

1.一種多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型裝置，包括箱式試驗儀、基于單片機的智能水位調節系統、下游水位調節室、數據采集裝置，其特征在于：箱式試驗儀上游設有進水口，經進水塑料軟管與基于單片機的智能水位調節系統相連，進水口右側及下游安裝透水板，箱式試驗儀外側面設有多個水壓力傳感器，下游設有水位調節室，最右側側壁底部開有排水孔，排水孔下部經出水塑料軟管接有智能電子流量計；箱式試驗儀上部加蓋有機玻璃蓋板，有機玻璃蓋板與箱式試驗儀之間用多個螺栓固定，有機玻璃蓋板上開有多個出逸孔，出逸孔孔口用橡膠塞封堵；出逸孔周圍三面設有擋水板，使帶砂的水由另一面的水砂收集口排出；????所述的下游水位調節室位于下游透水板右側，水位調節室左側頂部外側經進水閥、聯接軟管與一智能電子流量計相連，智能電子流量計外側經塑料軟管與下游進水管連接；水位調節室右側從上到下均勻開有水位調節孔，水位調節孔用橡膠塞封堵。

2.根據權利要求1所述的多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型裝置，其特征在于：所述的基于單片機的智能水位調節系統包括供水裝置、控制供水裝置的可變頻交流電機及控制電機的中央控制盒，所述供水裝置通過進水塑料軟管連接進水口。

3.根據權利要求1所述的多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型裝置，其特征在于：所述的水壓力傳感器共三排，呈梅花形布置于箱式試驗儀的外側面。

4.根據權利要求1所述的多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型裝置，其特征在于：所述的數據采集裝置由智能電子流量計、水壓力傳感器、數據采集及傳輸模塊、數據終端組成。

5.根據權利要求1所述的多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型裝置的試驗方法，包括如下步驟：

a．向箱式試驗儀內分層填筑土樣，每層裝填完畢則進行壓實、飽和處理；

b．將有機玻璃蓋板與箱式試驗儀周邊用多個螺栓固定，接觸面涂抹凡士林，有機玻璃蓋板上的出逸孔用橡膠塞封堵；

c．逐漸增加水頭差，當水頭差達到設定值后，保持數小時，直到下游排水孔流量穩定，記錄此時的流量數據；

其特征在于，還包括以下步驟：

d．待下游排水孔流量穩定后，打開緊靠下游的出逸孔的橡膠塞，觀察、記錄出逸口的試驗現象，并及時連續地量取出逸孔外水砂收集口的滲流量及出砂量，由智能電子流量計實時采集下游排水孔的流量，同時水壓力傳感器采集箱式試驗儀內不同位置土樣的各個時刻的水頭數據，直至土樣發生管道式管涌型滲透變形，試驗停止；

e．其他條件不變，不斷改變出逸孔的位置，即依次打開有機玻璃蓋板遠離上游的各個出逸孔的橡膠塞，重復以上各步驟，完成出逸孔位置不同的多組模型試驗；

f．對測得水頭、流量數據進行分析，分別作出土樣出逸孔、下游排水孔滲流量—上下游水頭差變化曲線、臨界水力梯度-水平滲徑長度變化曲線，以對多元堤基管道式管涌型滲透變形現象進行表征。

6.根據權利要求5所述的多元堤基管道式管涌型滲透變形的模型試驗方法，其特征在于：所述步驟c中，所述的增加水頭差，是利用上下游水位同調系統實現的，所述上下游水位同調系統是由上游基于單片機的智能水位調節系統及箱式試驗儀下游方向的水位調節室組成的：以下游水位調節室將土樣下游水位穩定在某一水位，上游利用基于單片機的智能水位調節系統逐漸增加水頭。