[實用新型]一種模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置

有效

• 申請號: 201820715213.6
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN208239051U
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 柴朝暉;姚仕明;劉同宦;王茜;雷文韜;萬星星;黃衛東;丁兵;欒華龍;郝婕妤;方娟娟
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 胡盛登

本實用新型提供一種模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置，試驗裝置包括環形水槽主體、底座、旋轉動力和升降系統、流速測量系統、采樣裝置和圖像觀測系統，所述環形水槽主體置于底座上，所述旋轉動力和升降系統固定在底座右側，所述流速測量系統和采樣裝置固定在環形水槽主體外壁上，所述圖像觀測系統固定在底座的左側，本實用新型解決了現有粘性泥沙起動試驗研究存在的與自然落淤有差異和人為影響較大的問題。

技術領域

本實用新型涉及水電工程技術領域，特別涉及一種模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置。

背景技術

粘性泥沙在河流、水庫、河口及海岸水體中廣泛存在，較小的粒徑使其具有較強的電化學性質，在布朗運動、差速沉降和水流紊動作用下會發生絮凝，絮凝改變了粘性泥沙顆粒的存在形式，使其以絮團或絮網形式存在，從而造成粘性泥沙的起動與粗顆粒泥沙的起動大不相同，它不僅與固結歷時和環境相關，而且受粘性泥沙顆粒的存在方式和顆粒之間的物理化學性質等因素的影響。

目前在粘性泥沙起動研究上，既有采用人工鋪沙的方法在矩形玻璃管道中進行，還有采用現場取樣對原狀土進行研究，然而，人工鋪沙的方法與自然落淤差別較大，后者受取樣位置和土體擾動的影響會導致取樣差別較大，造成試驗資料無序，難以得到規律性的研究成果，同時，判別粘性泥沙是否起動以人工目視觀察為主，受人為因素影響較大。綜上所述，需要一種有效、方便、擾動和人為影響小的模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置，旨在解決現有粘性泥沙起動試驗研究存在的與自然落淤有差異和人為影響較大的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型的技術方案：一種模擬和觀測粘性泥沙起動的試驗裝置，包括環形水槽主體、底座、旋轉動力和升降系統、流速測量系統、采樣裝置和圖像觀測系統，所述環形水槽主體置于底座上，所述旋轉動力和升降系統固定在底座右側，所述流速測量系統和采樣裝置固定在環形水槽主體外壁上，所述圖像觀測系統固定在底座的左側。

所述環形水槽主體由有機玻璃材料制成，包括外壁、內壁和底板，外壁和內壁的圓心重合，固定在底板上；所述底板上均勻分布4個排水排沙孔。

所述旋轉動力和升降系統包括電機、鋼構件、旋轉桿、可調固定夾、剪力環和支撐平臺；所述電機放置在支撐平臺上，電機下連旋轉桿，旋轉桿上安置上下可調固定夾，可調固定夾通過鋼構件連接剪力環；所述支撐平臺通過鋼構件和固定平臺連接，固定平臺安置在底座上。

所述流速測量系統包括豎直固定桿、水平固定桿、可調固定夾以及流速儀；所述豎直固定桿安裝在所述環形水槽外壁上，所述水平固定桿固定在豎直固定桿上，所述流速儀通過四向可調固定夾連接在水平固定桿上。

所述采樣裝置安置在環形水槽外壁上，包括取樣管和控制閥。

所述圖像觀測系統包括微距鏡頭、高分辨率相機、傳輸線、計算機、三腳架、激光光源和激光光束，設置在環形水槽左側；所述微距鏡頭安裝在高分辨率相機上，所述高分辨率相機通過傳輸線連接在計算機上，下部安置三腳架固定在底座上。

本實用新型的有益效果是：(1)采用環形水槽及旋轉動力和升降系統產生運動水流，無需設水泵及回水設備，可有效減少試驗設備，在滿足既定目標的前提下，能有效降低成本和試驗操作的復雜性；(2) 通過在環形水槽內重演粘性泥沙絮凝沉降過程直接產生粘性泥沙床面，采用靜置時間作為固結歷時，此方法更接近粘性泥沙自然淤積固結過程，且能減少人工擾動的影響；(3)采用激光光源、高分辨率相機等等構成的圖像觀測系統記錄粘性泥沙起動過程，通過圖像處理軟件分析粘性泥沙起動模式等，該系統能夠直接觀測水下床面粘性泥沙起動情況，具有定量、客觀、直觀的優點。

附圖說明

圖1為本試驗裝置的主視圖。