[發明專利]一種滲流作用下碎石土內部侵蝕試驗設備及試驗方法

有效

• 申請號: 201811408328.1
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109307633B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 魏松;王杰;肖淑霞;戚玉奎;陳清;陳磊;徐海龍;何家明;王智超
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/24;G01N3/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種滲流作用下碎石土內部侵蝕試驗方法，其特征是：

設置試驗裝置，包括滲透侵蝕裝置(1)、供水裝置(2)和侵蝕顆粒收集裝置(3)；所述滲透侵蝕裝置(1)具有一透明的圓柱狀的筒體，筒體的頂部為敞口，筒體的底部由圓板底座(6)封閉，在所述圓板底座(6)的中心設置入水口，在所述筒體的上部側壁上設置侵蝕顆粒導出口；在所述筒體內的底層放置透水石(23)，在透水石(23)的上部分層依次放置染色成不同顏色的碎石土試樣，使不同顏色的碎石土試樣分處在不同深度位置上，所述碎石土試樣至少為不同顏色的兩層，所述侵蝕顆粒導出口位于筒體內頂層碎石土試樣的上方；所述供水裝置(2)通過供水管(11)向所述滲透侵蝕裝置(1)中的筒體內供水，所述供水管(11)一端與供水桶(10)相連通，另一端與圓板底座(6)上的入水口相連通，使供水在筒體內經過透水石(23)的穩流自下而上流動；所述侵蝕顆粒收集裝置(3)為一碎石土收集桶(12)，碎石土收集管(13)一端與筒體上所述侵蝕顆粒導出口相連通，另一端將收集碎石土導入碎石土收集桶(12)；所述筒體是由左半圓有機玻璃管(4)和右半圓有機玻璃管(5)對拼構成，在所述左半圓有機玻璃管(4)的底部粘接有左半圓環板(15)，在所述右半圓有機玻璃管(5)的底部粘接有右半圓環板(14)，在所述左半圓有機玻璃管(4)和右半圓有機玻璃管(5)之間利用多道卡箍(9)進行可拆式連接；在由所述左半圓環板(15)和右半圓環板(14)對拼構成的圓環板與圓板底座(6)之間加裝止水圓環(24)，并利用螺栓(8)進行可拆式連接；在所述左半圓有機玻璃管(4)和右半圓有機玻璃管(5)之間的拼縫處，以及在所述左半圓環板(15)和右半圓環板(14)之間的拼縫處設置止水帶(7)；

所述滲流作用下碎石土內部侵蝕試驗方法是利用所述試驗裝置按如下步驟進行：

步驟1、將碎石土試樣分成幾等份，每份染成一種染色，各等份染成不同的顏色，將不同顏色的碎石土試樣分層裝填入筒體內；

步驟2、利用供水裝置(2)向筒體內注入水流，滲流作用下碎石土試樣內部侵蝕，侵蝕顆粒隨水流收集到碎石土收集桶(12)內，設置一定的時間間隔，收集每一時間間隔內流到碎石土收集桶(12)的碎石土；

步驟3、通過目測觀察，當碎石土收集桶(12)在收集的侵蝕顆粒數量不再變化時，停止向筒體內供水；

步驟4、將收集到的侵蝕顆粒按不同的顏色進行分選，由此獲得不同顏色即不同深度碎石土顆粒級配流失情況；

步驟5、根據每一時間間隔內級配流失情況，計算得到未流失的碎石土級配分布，依據所述未流失的碎石土級配分布配置實驗碎石土樣，針對所述實驗碎石土樣通過室內三軸試驗獲得實驗碎石土樣的抗剪強度特性，得出碎石土經過滲流作用侵蝕后抗剪強度的變化情況，并能得出不同級配碎石土經過滲透侵蝕后所具有的不同的抗剪強度，從而得到具有更好的穩定性的碎石土級配；

步驟6、針對保持在筒體內的碎石土試樣，利用端板進行夾持固定使其不坍塌，將其沿縱切面分切，形成矩形切面，根據矩形切面中碎石土試樣的顏色分布，觀察獲得碎石土試樣內部的顆粒移動情況，或通過拍攝獲得矩形切面的圖片，在圖片中看到在兩種顏色碎石土的交界處，下層碎石土滲透到上一層碎石土中，呈現一定的線形，針對所述線形分析獲得碎石土試樣的侵蝕規律。

2.根據權利要求1所述的滲流作用下碎石土內部侵蝕試驗方法，其特征是在所述試驗裝置中，所述透水石(23)的外徑與筒體的內徑相吻合。

3.根據權利要求1所述的滲流作用下碎石土內部侵蝕試驗方法，其特征是在所述試驗裝置中，在所述供水裝置中設置蓄水箱(22)，進水管(21)和溢水管(19)分別設置在蓄水箱(22)和供水桶(10)之間，在進水管(21)的管路上設置水泵(20)。