[發明專利]土體滲透破壞模擬裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201811253348.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109147541A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 劉興祿;王宇虓;時剛;田孝偉;李超越;王維蒙;武天儀
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;山東省德州市交通工程監理公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00;G01N33/24
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 張曉輝;樊羿

1.一種土體滲透破壞模擬裝置，包括土體和滲透模擬裝置，其特征在于，還包括荷載加載裝置；所述滲透模擬裝置用于向所述土體內供水，以使所述土體發生水滲現象；所述荷載加載裝置安裝在設置在所述土體的上方的壓力分散體上，所述壓力分散體的下表面為板面，壓力分散體的下表面≥所述土體的上表面。

2.如權利要求1所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述荷載加載裝置是激振器、凸輪振動裝置和超聲波發生器中的至少一種；當所述荷載加載裝置是激振器或凸輪振動裝置時，所述荷載加載裝置設置在所述土體的上方。

3.一種土體滲透破壞模擬裝置，包括土體容器和滲透模擬裝置，其特征在于，還包括荷載加載裝置；所述土體容器用于盛裝土體，在所述土體容器的側面或底面設有水土流失口；所述滲透模擬裝置用于向所述土體內供水，以使所述土體發生水滲現象；所述荷載加載裝置安裝在設置在所述土體的上方的壓力分散體上，壓力分散體的下表面略小于所述土體容器的上表面，以使所述壓力分散體的邊沿處的應力集中效應弱，且又能夠在所述土體容器內活動，或者，所述荷載加載裝置用于使所述土體容器發生震動。

4.如權利要求3所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述荷載加載裝置是激振器、凸輪振動裝置和超聲波發生器中的至少一種。

5.如權利要求1-4中任一項所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，還包括測量裝置，所述測量裝置用于測量所述土體上表面的沉降位移和/或所述土體內部的壓力。

6.如權利要求3或4所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述滲透模擬裝置包括帶閥門的水管，所述水管伸入所述土體或所述土體容器內，所述閥門設置在所述土體或所述土體容器外方，用于接入帶壓水源。

7.如權利要求6所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述土體容器側面的不同高度上設有多個水管貫穿口，所述水管從至少一個所述水管貫穿口伸入所述土體容器內，未設有所述水管的所述水管貫穿口設有用于封堵對應的水管貫穿口的堵頭。

8.如權利要求6所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述水管的側面還設有透水孔，所述透水孔設置在對應于所述土體內或所述土體容器內的所述水管上。

9.如權利要求6所述的土體滲透破壞模擬裝置，其特征在于，所述滲透模擬裝置還包括恒壓水箱，所述恒壓水箱設有進水口、上出水口、下出水口，上出水口、下出水口均低于進水口設置，下出水口與所述閥門管道連通。

10.一種土體滲透破壞模擬裝置的使用方法，所述土體滲透破壞模擬裝置包括土體容器、滲透模擬裝置，其特征在于，所述土體滲透破壞模擬裝置還包括荷載加載裝置和測量裝置；

所述滲透模擬裝置包括帶閥門的水管，在所述水管的側面設有透水孔，透水孔設置在對應于所述土體容器內的所述水管上，在對應于所述土體容器內的所述水管的端頭處設有堵頭；

所述土體容器用于盛裝土體，在所述土體容器的側面或底面設有水土流失口，在所述土體容器的側面設有透明材料形成的觀察區，在觀察區的不同高度上等距設有多個水管貫穿口；

所述荷載加載裝置安裝在設置在所述土體的上方的壓力分散體上，壓力分散體的下表面略小于所述土體容器的上表面，以使所述壓力分散體的邊沿處的應力集中效應弱，且又能夠在所述土體容器內活動，或者，所述荷載加載裝置用于使所述土體容器發生震動；在所述壓力分散體上設有位移測量孔，所述位移測量孔垂直投影在所述帶閥門的水管上；

所述測量裝置包括位移計、土壓力盒和控制器，所述位移計的測桿的測量端固定連接有壓力分散球，用于測量所述土體上表面的沉降位移，所述土壓力盒用于測量所述土體內部的壓力；

還包括以下步驟：

制作含水土，取土并依次進行干燥、制粉、摻水拌和處理；

將含水土分層放置入土體容器內，相鄰的兩層含水土層之間通過粉料標記層隔開，在放置每層含水土層時對含水土壓實處理，使每層含水土層的壓實厚度對應于相鄰的兩個水管貫穿口的高度差，然后放置一個土壓力盒，利用堵頭將不需要設置帶閥門的水管的水管貫穿口封堵，當土體容器內的含水土高度到達對應于需要設置帶閥門的水管的位置時，還要將所述水管經水管貫穿孔插入土體容器內，并使水管側面的透水孔全部位于土體容器內；這時土體容器內的含水土層和標記層就形成所述土體；

接著將安裝有荷載加載裝置的壓力分散體放置在所述土體的上表面，將位移計固定在土體容器上，位移計的測桿垂直設置在所述位移測量孔內，且所述壓力分散球與所述土體的上表面相接，壓力分散體并將位移計、土壓力盒的信號輸出端接入對應的控制器的信號輸入接口；

關閉閥門，將閥門的另一端接入恒壓水源；

做好觀察記錄準備后，打開閥門，開啟荷載加載裝置，從觀察區觀察土體變化并記錄因水管滲漏形成的流失通道的過程，并借助控制器記錄土壓力盒周圍的應力數據、與土體上表面發生的位移數據。