[發(fā)明專利]一種野外河岸原位測試裝置與測試方法

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• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107589030A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱海麗;李可;宋路;李國榮;李本鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 青海大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述裝置包括：沖刷設(shè)備和引水設(shè)備；

所述沖刷設(shè)備包括U型擋板、與U型擋板下沿連接的底板以及在與U型擋板的中部板壁相對的一側(cè)設(shè)置的水平插板；所述水平插板所在水平面的高度高于所述底板所在水平面的高度，所述水平插板與所述底板通過斜板連接；所述U型擋板的板壁上開設(shè)有進水口和出水口，所述出水口處設(shè)有控水部件；

所述引水設(shè)備的入口連接水源，所述引水設(shè)備的出口與所述進水口連通；

所述U型擋板、所述底板及所述斜板形成沖刷槽；

所述引水設(shè)備將水流引入所述沖刷槽內(nèi)，所述水平插板插入待測土體中，所述沖刷槽內(nèi)的水流沖刷所述待測土體以模擬水流沖刷河岸的自然現(xiàn)象。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述進水口設(shè)于所述U型擋板的一側(cè)壁上，所述出水口設(shè)于另一側(cè)壁上；

靠近所述進水口的所述沖刷槽的一端內(nèi)設(shè)隔板，所述隔板將所述沖刷槽隔成實際沖刷槽和緩流區(qū)；所述水平插板的長度與所述實際沖刷槽的長度相等；

所述U型擋板靠近所述緩流區(qū)的側(cè)擋板具有延伸擋板；靠近緩流區(qū)的U型擋板、所述延伸擋板、底板及隔板形成緩流槽；

引入的水流通過所述進水口流入所述緩流槽，當所述緩流槽內(nèi)的液位高于所述隔板的高度后，水自動流入所述實際沖刷槽，所述實際沖刷槽內(nèi)的液位高于所述斜板的高度后，水流沖刷所述待測土體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述隔板焊接于所述沖刷槽內(nèi)；所述底板與所述水平插板之間的垂直距離和所述隔板的高度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述控水部件由焊接于出水口周邊的卡槽和插入所述卡槽中的控水擋板組成，所述控水擋板在所述卡槽內(nèi)上下移動以調(diào)節(jié)出水流量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述裝置包括沖刷槽支撐桿，所述支撐桿為鋼釬，數(shù)量為4個；一水平方向的鋼釬與一豎直方向的鋼釬通過鐵絲呈十字型捆綁固定，所述水平方向的鋼釬插入待測河岸土體中，所述豎直方向的鋼釬插入河底土體中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述裝置包括掛鉤，所述掛鉤設(shè)于所述U型擋板的中部板壁上，所述掛鉤通過尼龍繩與插入沖刷岸岸邊的鋼釬固定以固定沖刷槽。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述引水設(shè)備的入口通過引水管線與過濾設(shè)備連通，所述過濾設(shè)備插入河岸水體中；所述引水設(shè)備的出口通過出水管線與所述進水口連通；所述出水管線上設(shè)有控水閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述進水口的形狀為圓形，直徑為5cm-6cm；所述出水口的形狀為方形，尺寸為5cm×8cm；

所述裝置包括徑流桶，其用于盛放從所述出水口放出的沖刷過待測土體的含沙水。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種野外河岸原位測試裝置，其特征在于，所述沖刷槽與所述水平插板的材質(zhì)均為不銹鋼，所述不銹鋼的厚度為2mm；所述斜板與所述底板的夾角為40°-50°。

10.一種野外河岸原位測試方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、選取河岸，將河岸剖面處理平整；

步驟2、在河岸土體中挖出沖刷槽所占空間，在所述空間內(nèi)安裝沖刷槽，將水平方向的鋼釬插入待測河岸土體中，將豎直方向的鋼釬插入河底土體中；

步驟3、選取易于抽取河水的位置安裝水泵，調(diào)節(jié)水泵功率和閥門，使水速達到預(yù)設(shè)水流沖刷流速后關(guān)閉水泵；

步驟4、關(guān)閉U型擋板上的出水口，啟動水泵，先在沖刷槽中注水，當水深達到預(yù)設(shè)深度時上提擋水板，在進水的同時放水，讓沖刷槽中沖刷河岸土體的水流速度達到設(shè)定要求、水量保持基本衡定，用徑流桶收集含泥沙水；

步驟5、設(shè)定河岸沖刷總時間，分別在設(shè)定的時間節(jié)點用樣品瓶收集水樣并檢測；

步驟6、過濾烘干收集的水樣，稱取泥沙質(zhì)量，按比例求取整桶泥沙的質(zhì)量；

步驟7、沖刷完成后收集槽底所有的沉積砂礫做顆粒級配，確定顆粒級配；

步驟8、采用三維激光掃描儀測定水流沖刷前后的河岸形貌；

步驟9、在沖刷岸邊取3組土樣，測定土樣的抗剪強度指標、密度、含水率、根面積比。