[發明專利]一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的裝置及方法

在審

• 申請號: 201510691936.8
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN105203737A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 王瑞紅;馮世國;楊雪;徐曉;徐春霖;鄧捷;張志超;李萬文;王宇軒;向玄;韋仁寬;田夢思;孫青;潘雷夫;黎承維
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及巖土力學實驗領域中一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的裝置和方法。

技術背景

大量庫岸邊坡的穩定性問題需要了解庫岸消落帶水-巖作用機理，現有的實驗設備模擬條件不真實,試驗數據偏差較大,不利于開展后續研究,現有的研究方法受試驗裝置的影響,多注重定性分析研究,對巖石表面連續變化的定量研究相當薄弱。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬庫岸消落帶水-巖作用機理的實驗裝置及方法,通過模擬不同水流速度、水壓狀態,及干濕循環不同周期,實現更加精確的實驗,使實驗變量可控性更高，便于后續相關實驗研究的進行。

本發明的目的是這樣實現的：一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的裝置包括試驗箱,及設在試驗箱內的試樣托架,螺旋桿一端與試驗箱外的電機機械連接、另一端伸入試驗箱內,螺旋桿上設有風葉輪;

所述試驗箱上端設有進氣管、排氣閥、加巖孔,加巖孔上設有頂蓋,所述試驗箱下端設有排水口;

所述的試樣托架包括試樣支桿、巖樣板,巖樣板通過試樣支桿的支撐設置在試驗箱內,試樣支桿至少由兩根短桿組成,短桿一端設有螺旋突起一端設有螺紋孔,相鄰的短桿的螺旋突起能固定在螺紋孔中;

所述試驗箱內設水流加熱器。

進一步講,螺旋桿垂直于巖樣板、且從巖樣板穿過。

進一步講,在所述試驗箱側面設有通風孔,通風孔與鼓風機連通。

進一步講,一種模擬庫岸消落帶水-巖作用機理的實驗裝置還包括控制器,控制器分別與進氣閥、排水閥、水流加熱器、鼓風機連接。

進一步講,一種模擬庫岸消落帶水-巖作用機理的實驗裝置還包括控制器、濕度感應器、溫度感應器,控制器分別與進氣閥、排氣閥、排水閥、水流加熱器、鼓風機連接,濕度感應器、溫度感應器向控制器輸送數據;

濕度感應器、溫度感應器設在試驗箱內。

一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的方法包括第一次巖樣濕環境試驗——第一次巖樣干環境試驗——第二次巖樣濕環境試驗——第二次巖樣干環境試驗:

所述第一次巖樣濕環境試驗,將巖樣放入試驗箱中,在試驗箱中加入水,使巖樣全部浸入水中,并通過螺旋桿上的風葉輪使試驗箱中的水循環流動;

所述第一次巖樣干環境試驗,完成第一次巖樣濕環境試驗后,將試驗箱中的水排凈,并啟動加熱設備或/和吹風設備對試驗箱內的巖樣進行去濕處理,可以根據試驗的目的,同時啟動加熱設備和吹風設備,或是只啟動加熱設備,或是只啟動吹風設備;

所述第二次巖樣濕環境試驗,完成第一次巖樣干環境試驗后,重新在試驗箱中加入水,使巖樣全部浸入水中,并通過螺旋桿上的風葉輪使試驗箱中的水循環流動;

所述第二次巖樣干環境試驗,完成第二次巖樣濕環境試驗后,將試驗箱中的水排凈,并啟動加熱設備或/和吹風設備對試驗箱內的巖樣進行去濕處理,可以根據試驗的目地,同時啟動加熱設備和吹風設備,或是只啟動加熱設備,或是只啟動吹風設備。

進一步講,一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的方法還包括重復第一次巖樣濕環境試驗——第一次巖樣干環境試驗——第二次巖樣濕環境試驗——第二次巖樣干環境試驗至第N次巖樣濕環境試驗或第N次巖樣干環境試驗,N大于3。

進一步講,一種模擬水庫消落帶水位升降產生的干濕循環作用對庫岸邊坡巖體影響的方法還包括所述成像記錄步驟,在試驗箱內部或外部設置一個攝像儀,并對準巖樣的某一面,實時記錄當第一次巖樣濕環境試驗—第一次巖樣干環境試驗—第二次巖樣濕環境試驗--第二次巖樣干環境試驗……至第N次巖樣濕環境試驗或第N次巖樣干環境試驗全部過中巖樣表面的變化圖像。

本發明的優點在于可操作性強、試驗數值精確度高,可以精確的模擬不同周期的干濕循環(通過風速或是溫度變化控制從濕到干間隔時間,從而控制干濕循環的周期),水速/水壓等變化的情況也可以進行充分模擬,特別適用于等對比例模擬大江水庫泄洪槽附近消落帶水-巖作用機理研究。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1為模擬庫岸消落帶水-巖作用機理的實驗裝置結構示意圖。