[發(fā)明專利]一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510416720.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN105070176B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜文漢;沈揚(yáng);沈雪;尤延鋒;葛冬冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B25/00
• 分類號(hào): G09B25/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，包括模型試驗(yàn)槽（1）和恒流供水瓶（13），所述模型試驗(yàn)槽（1）自上而下順次設(shè)置有排水控制閥a（3）、排水控制閥b（4）、排水控制閥c（5），所述模型試驗(yàn)槽（1）內(nèi)設(shè)置有距離模型試驗(yàn)槽（1）底部一定距離的鏤空隔板（2），所述模型試驗(yàn)槽（1）頂部設(shè)置有模型試驗(yàn)槽頂蓋（6），所述模型試驗(yàn)槽頂蓋（6）上設(shè)置有壓力計(jì)（7），所述恒流供水瓶（13）底部設(shè)置有升降架（11），所述恒流供水瓶（13）設(shè)置有流速控制閥（14）和氣壓控制閥（15）；還包括用于對(duì)試驗(yàn)土樣進(jìn)行加熱的陶瓷加熱燈（9）、測(cè)量試驗(yàn)土樣溫度的溫度計(jì)（10）、可與排水控制閥a（3）相連的真空泵（8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，所述模型試驗(yàn)槽（1）與恒流供水瓶（13）均使用厚度為4～6cm的 PVC材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，模型試驗(yàn)槽（1）的規(guī)格為：直徑14～16cm，高18～20cm，鏤空隔板（2）距離模型試驗(yàn)槽（1）底部4～6cm，模型試驗(yàn)槽頂蓋（6）通過密封圈和膠帶實(shí)現(xiàn)密閉。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，恒流供水瓶（13）的規(guī)格為：直徑14～16cm，高18～20cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，排水控制閥a（3）、排水控制閥b（4）、排水控制閥c（5）、流速控制閥（14）的規(guī)格為：長(zhǎng)2～3cm，直徑8～10mm，均為銅質(zhì)球閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置，其特征在于，所述真空泵（8）為單級(jí)旋片TW-4A真空泵（8），電動(dòng)機(jī)為0.37kw，抽氣速率為4L/s，抽氣的極限真空度為758mmHg；陶瓷加熱燈（9）為固體陶瓷元件，功率為100w。

7.一種基于權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的多功能土中水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)教學(xué)演示裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于：

（1）當(dāng)演示土的膨脹特性試驗(yàn)時(shí)：

將真空泵（8）與模型試驗(yàn)槽（1）的排水控制閥a（3）通過導(dǎo)管連接，關(guān)閉排水控制閥b（4）、排水控制閥c（5），在模型試驗(yàn)槽（1）的鏤空隔板（2）下部注水，鏤空隔板（2）上部墊濾紙并承裝膨脹土，膨脹土試樣高度不超過上方排水控制閥a（3），在土體上方倒入一定量的水，保持液面高度不超過上方排水控制閥a（3），加蓋模型槽頂蓋保持模型槽密閉，將壓力計(jì)（7）通過模型試驗(yàn)槽頂蓋（6）與模型試驗(yàn)槽（1）內(nèi)空氣連接，打開排水控制閥a（3）、真空泵（8）開關(guān)對(duì)模型試驗(yàn)槽（1）內(nèi)部抽氣；

（2）當(dāng)演示鹽堿地形成試驗(yàn)時(shí)：

將恒流供水瓶（13）置于升降架（11）上，通過升降架搖桿（12）的旋轉(zhuǎn)控制恒流供水瓶（13）水位高低，在試驗(yàn)槽鏤空隔板（2）下放置碎石墊層，鏤空隔板（2）上部墊濾紙并承裝試驗(yàn)土樣，關(guān)閉排水控制閥a（3），將陶瓷加熱燈（9）置于土樣上端，將溫度計(jì)（10）插入土體，將一定濃度的鹽水注入恒流供水瓶（13）中，通過導(dǎo)管連接排水控制閥c（5）與恒流供水瓶（13），保持升降架（11）位置不變，打開排水控制閥c（5）、排水控制閥b（4），開啟陶瓷加熱燈（9）；

（3）當(dāng)演示管涌或流土現(xiàn)象時(shí)：

將恒流供水瓶（13）置于升降架（11）上，通過升降架搖桿（12）的旋轉(zhuǎn)控制恒流供水瓶（13）水位高低，在試驗(yàn)槽鏤空隔板（2）下部注水，鏤空隔板（2）上部墊濾紙并承裝試驗(yàn)土樣，關(guān)閉排水控制閥b（4），將一定量的水注入恒流供水瓶（13）中，通過導(dǎo)管連接排水控制閥c（5）與恒流供水瓶（13），保持升降架（11）位置不變，調(diào)節(jié)氣壓控制閥（15）和流速控制閥（14）控制流速不變，打開排水控制閥c（5）、排水控制閥a（3）。