[發明專利]巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201811570661.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109827958B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 葉飛;田崇明;趙猛;歐陽奧輝;秦楠;梁興;王思宇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 何彩霞

1.一種巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置,其特征在于：在支架上設置有初支模型，初支模型前后兩端均設置有初支模型環向壁，初支模型的上表面設置有相互連通的縱向灑水管和環向灑水管，縱向灑水管上加工有若干出水孔，初支模型的左右兩側均設置有集水槽，兩側集水槽上均連通設置有引水管，引水管上設置有排水閥門并與排水系統相連通，排水系統與過濾裝置相連通，排水系統由設置于地面的可調節支架支撐，排水系統上方設置有監測裝置，監測裝置通過自帶WiFi功能將信號傳送給電腦，過濾裝置通過回水管與供水箱相連通、通過安裝在平衡管上的收集箱閥門與收集箱相連通，供水箱頂部設置有攪拌裝置支架，攪拌裝置支架上設置有攪拌裝置，供水箱通過安裝在主管道上的供水泵與環向灑水管相連通，供水箱與濃度平衡裝置相連通；

所述的初支模型為：初支模型本體內部依次設置有土工布、防水板、鋼板，所述的初支模型本體為模擬隧道的半圓拱結構，采用干噴或濕噴工藝制成；

所述的排水系統為：縱向排水管通過彎頭與橫向排水管相連通；所述的初支模型左、右兩側均設置有4根縱向排水管，右側縱向排水管管徑是左側縱向排水管管徑的2～3倍，橫向排水管的數量和管徑與縱向排水管相適應。

2.根據權利要求1所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于：所述的初支模型的上表面均布設置有7組縱向灑水管，7組縱向灑水管均與環向灑水管相連通。

3.根據權利要求2所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于：所述的初支模型右側3組縱向灑水管管徑是左側3組縱向灑水管管徑的2～3倍。

4.根據權利要求1所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于：所述的排水系統距地面的高度高于回水管距地面的高度，平衡管距地面的高度高于回水管距地面的高度并低于排水系統距地面的高度。

5.根據權利要求1所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于所述的過濾裝置為：過濾裝置本體內部間隔設置有多層過濾板，過濾板上鋪設有過濾布。

6.根據權利要求1所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于所述的濃度平衡裝置為：濃度平衡裝置本體通過連接軟管與供水箱相連通，連接軟管上設置有微型泵。

7.根據權利要求1所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置，其特征在于所述的監測裝置為：可調節支架上設置有橫桿，橫桿上設置有微型攝像機，微型攝像機的設置位置和數量與縱向排水管以及橫向排水管的位置和數量相對應。

8.根據權利要求1～7任意一項所述的巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置的試驗方法，其特征在于由以下步驟組成：

S1、首先將配置好的溶液加入供水箱中，通過供水泵抽到主管道中，水流通過七根縱向灑水管流到初支模型上，水流順著初支模型表面匯入集水槽，經集水槽連接的引流管流入到排水系統中，經過過濾裝置在回到供水箱中，以此循環；

S2、通過可調節支架調整排水系統坡度，通過引水管上的排水閥門調節流經排水系統的水流流速，通過調節供水泵的功率控制進入主管道的水流流量、流速；

S3、通過監測裝置定期對橫向排水管、接頭、縱向排水管固定位置拍照，通過對照片中結晶高度的對比計算結晶發展規律，通過監測數據，通過結晶高度計算結晶量，然后對結晶量的變化數據進行關系曲線擬合，形成圖像，根據圖像預測排水系統堵塞年限；

S4、調節微型泵將濃度平衡裝置中的高濃度溶液加入到供水箱中。