[實用新型]一種用于邊坡足尺模型試驗的人工模擬降雨裝置

有效

• 申請號: 201821726356.3
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN208969093U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 孫狂飆;王建立;王少鋒;呂韶全;張家銘;周峙;羅易;米敏;袁超
• 申請（專利權）人: 安徽省交通控股集團有限公司;中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本實用新型公開了一種用于邊坡足尺模型試驗的人工模擬降雨裝置，該裝置主要由供水系統、噴淋系統、可移動支架及雨水回流系統組成，所述供水系統主要用于提供水源，同時利用變頻自吸泵調節管道壓力；所述噴淋系統為整個系統產生模擬降雨，同時通過雨量筒對降雨強度進行實時監測；所述可移動支架主要用于遮擋天然降雨、擋風及收集噴往模型箱外的雨水；所述回流系統用于回收坡腳及雨幕收集的雨水，提高整個裝置的水循環利用效率。本實用新型操作方便，結構簡單，制作成本低，環境友好，能產生與天然降雨高度相似的人工模擬降雨，可調雨強范圍廣，為開展邊坡足尺模型試驗獲取可靠的試驗數據提供了技術保證。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種用于邊坡足尺模型試驗的人工模擬降雨裝置。

背景技術

降雨是誘發滑坡的主要因素之一，研究降雨對邊坡穩定性的影響需要以大量的試驗數據為基礎，然而降雨的不確定性給研究工作帶來了很大的困難。此外利用天然降雨的研究周期長、受環境影響大，很難獲得理想的效果。通過人工模擬降雨的方法，可以方便地控制實驗進程，縮短實驗周期，有效克服天然降雨在研究邊坡穩定性中的缺點。

天然降雨特性包括降雨強度、降雨分布的均勻性、雨滴直徑和雨滴終點速度。目前，對于由降雨因素導致的邊坡失穩機理研究，國內外開展了一系列有針對性的現場試驗和物理模型試驗，但由于對天然降雨特性認識上的不足，大多巖土工作者對人工模擬降雨裝置的準確性關注較少，自行設計的降雨裝置多數只關注了降雨強度與水壓之間的率定關系，忽視了降雨參數中其它三個指標的重要性。有部分試驗雖然考慮到了降雨特性對坡體水分入滲及坡面侵蝕的影響，但由于雨滴發生器的選擇欠考慮，導致不能得到可靠的人工模擬降雨參數；還有部分人工模擬降雨裝置雖然在降雨特性上滿足要求，但由于尺寸較小，其設計方法不能直接應用在邊坡足尺模型試驗中。此外，目前研制出的一些人工模擬降雨裝置，價格昂貴，操作復雜，難以在邊坡足尺模型試驗中應用。

根據試驗需要，邊坡足尺模型試驗人工模擬降雨裝置應滿足以下要求：

(1)試驗裝置必須要有足夠的強度、剛度和穩定性，以承受當地的風荷載；

(2)裝置產生的模擬降雨在降雨特性上與天然降雨相似；

(3)保證雨滴不受風影響，垂直下落；

(4)可快速調節管道壓力，達到對降雨強度的及時控制，同時能實現對降雨強度的實時監測；

(5)雨水應盡可能循環利用；

(6)試驗裝置具有良好的組合性和移動性。

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題是：現有邊坡模型試驗中人工模擬降雨裝置準確性低、尺寸較小、價格昂貴、操作復雜，難以在邊坡足尺模型試驗中應用。

針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種用于邊坡足尺模型試驗的人工模擬降雨裝置，能夠最大程度上模擬自然降雨過程，可針對當地的降雨特點，通過調整管道壓力及啟閉不同類型噴頭對降雨強度進行調控，并可實時記錄雨強，同時實現雨水的循環利用。

為此，本實用新型采用了以下技術方案：