[發明專利]一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態影響的模擬實驗裝置

在審

• 申請號: 201910159536.0
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109830162A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 汪楠;高宇航;李亞昊;許光泉;余世滔
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷影響的模擬實驗裝置，主要包括①上方開口、底部有圓形缺口的模擬箱體；②可自由控制的的副檔板；③可靈活測量尺寸的自由皮尺三個部分。本發明在使用時，抽動兩塊副檔板，使其半圓形缺口發生重疊，從而形成不同尺寸的模擬地下溶蝕洞穴，觀察該情況下模擬的地面塌陷的形態變化特征。本發明要求模擬土層有良好的均質性，且易于在箱底缺口中漏出，在不受外界干擾的環境中，能夠直觀并精確地對比模擬塌陷和模擬洞穴之間的形態變化關系。本發明可用于指導地面生產實踐和分析地下溶蝕情況，且具較高的教學實用價值。

技術領域

一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態影響的模擬實驗裝置，通過對地下溶蝕洞穴和地上巖溶塌陷的形態對比，分析地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態的影響，它屬于地下水科學與工程技術和水文地質實驗領域。

背景技術

巖溶地面塌陷是指覆蓋在溶蝕洞穴之上的松散土體，在外動力或人為因素作用下產生的突發性地面變形破壞，其結果多形成圓錐形塌陷坑。現通過直觀的模擬實驗裝置，通過改變地下溶蝕洞穴的長徑和短徑之比，觀察地面巖溶塌陷坑的形態變化，從而為指導地面生產實踐和分析地下溶蝕情況提供幫助。

發明內容

1.本發明的目的

設計一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態影響的模擬實驗裝置，該裝置能夠在不受外界干擾的情況下，直觀地反映地下溶蝕洞穴形狀對地面巖溶塌陷形態影響。

2.本發明的技術方案

為實現上述目的，本發明設計一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態影響的模擬實驗裝置，其特征如下：上方開口、底部留有圓形缺口的模擬箱體；可自由控制的模擬地下溶蝕洞穴形狀的副檔板；可靈活測量模擬洞穴和模擬塌陷的自由皮尺。

所述的模擬箱體呈圓柱狀，上方開口，在底部的中間留有圓形缺口，一般情況下，缺口由主檔板封閉，主檔板為金屬質地，在進行實驗觀測時，可人為打開；箱體由三組支架撐起，高度能滿足實驗人員自由測量底部模擬洞穴的尺寸。

所述的副檔板指位于箱體底部、主檔板之下的各自帶有半圓缺口的、相互之間緊密疊合并能自由抽動的金屬檔板，其中的半圓缺口直徑等于或小于箱體底部的圓形缺口直徑。

所述的自由皮尺是指安裝在箱體上方開口和底部主副檔板之下的可自由移動、操作簡易的活動皮尺，皮尺的長度為所在卡環的直徑的1.5～2倍，其“0”刻度線在皮尺中間，刻度線呈對稱標記。

本發明的有益效果：本發明是一種研究地下溶蝕洞穴對地表塌陷形態影響的模擬實驗裝置，在使用時，抽動兩塊副檔板，使其半圓形缺口發生重疊，通過改變兩缺口的重疊面積，改變其因重疊形成的模擬地下溶蝕洞穴的形狀，從而觀察在不同模擬地下溶蝕洞穴情況下模擬的地面塌陷的形態變化特征，在此過程中，可通過自由皮尺對相應尺寸進行精確測量，從而進行定量對比。

附圖說明

圖1為本發明整體結構圖。

附圖標記如下：1、自由皮尺，2、模擬箱體，3、模擬土層，4、主檔板，5、副檔板，6、自由皮尺裝置，7、箱底圓形缺口，8、卡槽，9、卡尺器，10、轉軸，11、支護裝置，12、箱底自由皮尺卡環，13、副檔板半圓形缺口，14、接土容器。

具體實施方案

下面結合附圖對本發明進行進一步說明。

如圖1所示，可控制模擬地下溶蝕洞穴形狀的模擬箱體包括：模擬箱體(2)、模擬土層(3)、主檔板(4)、副檔板(5)、自由皮尺裝置(6)、支護裝置(11)、箱底自由皮尺卡環(12)、接土容器(14)，此外，箱體底部有圓形缺口(7)，副檔板上有半圓形缺口(13)。自由皮尺裝置包括：自由皮尺(1)、卡槽(8)、卡尺器(9)、轉軸(10)。