[實用新型]一種可實現地下水位動態變化控制的離心模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201820858575.0
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN208224256U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 諶文武;徐彥榮
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王新生

本實用新型公開了一種可實現地下水位動態變化控制的離心模型試驗裝置，包括油缸、支架、連接環、連接板、輸水管、模型箱及水箱，油缸和支架之間通過螺栓連接，支架呈倒“U”字狀；所述水箱由鋼板焊接而成，水箱的一側安裝有防傾斜隔板，水箱上部安裝有連接板，其后下方有兩個3mm的孔洞，油缸和水箱之間通過安裝在連接板上的防扭矩連接環連接，油缸和水箱上安裝有差動位移傳感器；所述水箱和模型箱內分別設置孔隙水壓力傳感器，來控制水位上升的高度和水位變動的時間節點。本實用新型通過差動位移傳感器，孔隙水壓力傳感器及電磁閥和流量計的聯合應用，能夠準確的控制水位變動的時間節點，上升的速度及上升高度。

技術領域

本實用新型涉及一種試驗裝置，特別涉及一種可實現地下水位動態變化控制的離心模型試驗裝置，屬于地質及巖土科學技術領域。

背景技術

起源于青藏高原的黃河，自西向東流經9個省(自治區)，最后流入渤海。黃河沿岸傍河地帶的地下水受到自然因素和人類活動的共同影響不斷變化，地下水位變動引起的巖土工程問題層出不窮，近年來，越來越多的學者嘗試著采用大型土工離心模型試驗，來研究地下水位變化時地基的變形特性及變形規律。大型土工離心模型試驗的方法具有費用低，變形情況便于觀測和分析，可重復、易操作等優點。在離心模型中實現地下水位的均勻穩定的動態變化是正確模擬研究此類問題的關鍵。而在離心模型試驗中實現地下水控制的關鍵在于建立一個準確的水位反饋和控制系統，從而正確模擬地下水的變動過程。然而目前并沒有一種針對離心試驗系統中地下水位升降的控制系統，可以控制水位變化的時間節點，水位上升的速度及高度并且保證地下水位均勻穩定升降。使得巖土工程中受到地下水位變動影響的相關問題的研究受到很大的限制。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種可實現地下水位動態變化控制的離心模型試驗裝置，控制系統通過差動位移傳感器，孔隙水壓力傳感器及電磁閥和流量計的聯合應用，能夠準確的控制水位變動的時間節點，上升的速度及上升高度，以解決現有技術中導致的上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：

一種可實現地下水位動態變化控制的離心模型試驗裝置，包括油缸、支架、連接環、連接板、輸水管、模型箱及水箱，油缸和支架之間通過螺栓連接，支架呈倒“U”字狀；所述水箱由鋼板焊接而成，水箱的后側安裝有防傾斜隔板，水箱上部安裝有連接板，其后下方有兩個3mm的孔洞，油缸和水箱之間通過安裝在連接板上的防扭矩連接環連接，油缸和水箱上安裝有差動位移傳感器，差動位移傳感器通過通信系統和室內控制系統相連，能夠控制水箱在支架的范圍內上下移動；所述水箱通過若干輸水管連接模型箱，輸水管上設置有電磁閥和流量計，電磁閥和流量計均通過接線盒和室內控制系統連接；所述模型箱由兩部分構成，模型箱底部有初始水位控制隔層，隔層是一層鋼板，鋼板和模型箱四周焊接，鋼板上密布小圓孔，水箱底部和土箱內部設置有若干孔隙水壓力傳感器，孔隙水壓力傳感器通過接線盒和室內控制系統連接。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述模型箱內是用于土工離心模型試驗的地基模型或者邊坡模型。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述隔層的鋼板厚度為3mm，鋼板上小圓孔的直徑為1mm。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述輸水管的兩端均通過直角接頭分別與水箱和模型箱連接。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述輸水管為PU空壓軟管。

有益效果：與傳統技術相比，本實用新型通過設置有離心場地下供水的升降裝置實現了土工離心模型試驗中不同水位變化的工況的要求，通過電磁閥和流量計準確的控制進入土箱的水流量和速度；本裝置結構簡單明了，生產方便，具有很大的實用價值。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構示意圖；

圖2為本實用新型水箱的前視結構示意圖；