[發明專利]一種管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201310330418.4
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103424536A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 曹明杰;束一鳴;蔚成亮;宋倩;張憲雷
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/04
• 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

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技術領域

本發明涉及一種管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置及試驗方法，該裝置用以模擬潮汐水流以及波浪對管袋壩壩芯充填砂體通過袋間接縫管路發生滲透破壞的過程，屬于水利工程物理模型實驗領域。

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背景技術

隨著我國沿海地區經濟的快速發展，管袋壩吹填砂土作為河口地區水庫大壩和沿海港口圍墾堤壩的工程應用越來越廣范。充填管袋筑壩技術始于二十世紀五、六十年代，我國從香港國際機場、浦東國際機場、長江口航道整治至江蘇、上海、浙江、福建等省市的沿海圍墾造陸、河口蓄淡避咸水庫、渤海灣的天津濱海新區開發、河北曹妃甸工業園區開發等大量河口海岸工程都采用了充填管袋技術。管袋充填堤壩一般先在水下充填兩側的大型土工管袋形成圍堰，再往圍堰中間充填砂土形成擋水堤壩，具有施工工藝簡單快速、對軟基的適應能力較好、施工基本不受潮位和降雨等影響、造價低等優點。

如圖1所示，管袋壩一般是由多個充砂管袋層層疊加而成，管袋與管袋之間存在細長的接縫，在施工期未防護和施工完成防護不到位的情況下，由于管袋壩內外水位漲落引起的水壓差及波浪形成的波動水流長期作用下，壩芯充填泥沙存在被水流滲透淘刷的風險，給壩體安全帶來了隱患。目前關于在水流和波浪作用下管袋壩壩芯充填砂體通過袋間接縫管路發生滲透破壞的現象尚無研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種裝置簡單、操作方便、加工成本低、經濟適用，適用于小型物理模型試驗簡的管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置及試驗方法。

一種管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置，包括支架，支架的上部水平布置懸臂，懸臂的一端連接出水槽，另一端連接進水槽；出水槽的下端軟管連接懸移質集砂槽，進水槽的下端軟管連接砂槽，懸移質集砂槽與砂槽之間連接水槽，靠近懸移質集砂槽一側的水槽上連接推移質集砂槽，水槽的內壁上黏貼管袋織物，水槽內布置若干個水壓力傳感器，水壓力傳感器與數據采集卡連接，數據采集卡的輸出端連接計算機；砂槽內自靠近水槽的一側向遠離水槽的一側依次布置裝砂室、穩流室、進水室，裝砂室的上端設置通過加載室法蘭止水錨固連接的硅膠膜，加載室的上端設置氣囊，氣囊上連接空壓機；進水槽通過兩根軟管分別與集水槽連接，其中一根軟管上連接水泵，出水槽的下端通過軟管與集水槽連接。

本發明懸臂的下端連接兩個定滑輪，其中一個定滑輪的下端連接出水槽，另一個定滑輪的下端連接進水槽，出水槽的下端連接鐵塊，進水槽的下端連接第一曲柄的一端，第一曲柄的另一端連接第一調速電機。

本發明水槽上法蘭連接軟管的一端，軟管的另一端連接調壓槽，軟管上設置水囊，水囊的兩側分別夾持底座、壓板，壓板與第二曲柄的一端連接，第二曲柄的另一端連接調第二速電機，位于水槽與調壓槽之間的軟管上設置第三流量控制閥。

基于本發明的管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置的試驗方法，首先通過空壓機給氣囊充氣，并通過調壓閥調節壓力；初始時將進水槽和出水槽保持相同水位，浸泡裝砂室內的砂體至飽和；調節懸臂水平角度，使進水槽和出水槽維持一定水頭差，水流從進水室依次進入穩流室、裝砂室、水槽、懸移質集砂槽、出水槽以及集水槽，整個裝置通過水泵維持水循環；試驗過程中當某一級水頭差下各部位砂體維持穩定達到30分鐘后，再次調節懸臂水平角度進入下一級水頭差；依此循環，直至砂槽內顆粒流失至水槽外或者水頭差達到實際工程水位差上限為止。

基于本發明的管袋壩袋間接縫管路滲透破壞試驗裝置的試驗方法，首先通過空壓機給氣囊充氣，并通過調壓閥調節壓力；初始時將進水槽和出水槽保持相同水位，浸泡裝砂室內的砂體至飽和；調節懸臂水平角度，使進水槽和出水槽維持一定水頭差，水流從進水室依次進入穩流室、裝砂室、水槽、懸移質集砂槽、出水槽以及集水槽，整個裝置通過水泵維持水循環；試驗過程中通過第一調速電機帶動第一曲柄旋轉并帶動進水槽和出水槽上下往復升降，形成往復水頭差；并維持穩定達到30分鐘后，通過更換第一曲柄尺寸調節往復水頭差大小，進入下一級水頭差；依此循環，直至砂槽內顆粒流失至水槽外或者水頭差達到實際工程水位差上限為止。