[實用新型]一種降水漏斗下土洞塌陷試驗模擬裝置

有效

• 申請號: 201920658524.8
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN210090196U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 劉秀敏;于群群;陳從新;夏開宗
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/12;G01N33/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

本實用新型公開了一種降水漏斗下土洞塌陷試驗模擬裝置，覆蓋層系統中的主體箱通過丙烯酸結構膠置于支撐鋼板上，巖溶地層系統中的巖溶腔粘結在支撐鋼板下，支撐鋼板通過丙烯酸結構膠粘結在巖溶地層系統中的巖溶腔上，測量控制系統中的滲壓計和微型土壓力計通過覆蓋層系統中主體箱上的水壓力連接孔和土壓力連接孔與覆蓋層系統中的土箱相連；巖溶板洞中安放第一預制可溶塊體，預制可溶塊體上部為直徑與巖溶板洞相同的半球形，巖溶板洞中安放預制可溶塊體，預制可溶塊體上部為直徑與巖溶板洞相同的半球形。結構簡單，使用方便，通過監測設備監測土體中水、土壓力變化，通過砂土收集單元觀測土體漏失變化，通過T型管控制巖溶腔中壓強。

技術領域

本實用新型涉及工程地質災害模擬技術領域，更具體涉及一種降水漏斗下土洞塌陷試驗模擬裝置，主要適用于巖溶土洞發育區由于人工抽水導致地面塌陷的研究，也可適用于地下潛水位上升引起地面塌陷的研究。

背景技術

地面塌陷是我國巖溶土洞發育區常見的地質災害之一。在覆蓋型巖溶地區，巖溶裂隙及裂隙下部溶洞為上覆土層土體漏失提供了條件，在自然條件下土體不斷從巖溶裂隙漏失，從而在土層中與巖溶地層接觸部分形成土洞，這種土洞在無外力作用時會保持穩定，而一旦有其他外力作用，就有可能導致上覆土體塌陷，即發生地面塌陷。

在所有的外力因素中，人為抽水能極大的加速這種進程，有的在抽水幾小時后就可以使已存在的穩定土洞迅速擴展至塌陷，并且一旦塌陷發生，很容易形成群體塌陷，使塌陷面積迅速擴大。

降水漏斗作用下土洞塌陷是一個復雜的過程，漏斗場中所形成的的土洞個數和大小并不固定，一般位于漏斗中心附近土洞發育較為密集，且越靠近漏斗中心，土洞尺寸越大。

發明內容

本實用新型的目的是在于提供了一種降水漏斗下土洞塌陷試驗模擬裝置，結構簡單，使用方便，其可通過控制覆蓋層供、抽水箱中水位來形成降落漏斗，通過監測設備監測土體中水、土壓力變化，水箱中流量變化，通過砂土收集單元觀測土體漏失變化，通過T型管控制巖溶腔中壓強，從而定量研究覆蓋層土洞塌陷過程。

為了實現上述的目的，本實用新型采用以下技術措施：

一種降水漏斗下土洞塌陷試驗模擬裝置，包括覆蓋層系統、巖溶地層系統，支撐鋼板與測量控制系統，其特征在于：覆蓋層系統中的主體箱通過丙烯酸結構膠置于支撐鋼板上，巖溶地層系統中的巖溶腔粘結在支撐鋼板下，支撐鋼板通過丙烯酸結構膠粘結在巖溶地層系統中的巖溶腔上，測量控制系統中的滲壓計和微型土壓力計通過覆蓋層系統中主體箱上的水壓力連接孔和土壓力連接孔與覆蓋層系統中的土箱相連；第一巖溶板洞中安放第一預制可溶塊體，第一預制可溶塊體上部為直徑與第一巖溶板洞相同的半球形，第一預制可溶塊體半球面上包有第一不透水膜，第二巖溶板洞中安放第二預制可溶塊體，第二預制可溶塊體上部為直徑與第二巖溶板洞相同的半球形，第二預制可溶塊體半球面上包有第二不透水膜，第三巖溶板洞中安放第三預制可溶塊體，第三預制可溶塊體上部為直徑與第三巖溶板洞相同的半球形，第三預制可溶塊體半球面上包有第三不透水膜；所述的T型管水平方向安有排氣閥，T型管豎直方向上端安有抽氣閥，T型管豎直方向下端安有控水閥。

覆蓋層系統中的主體箱粘結在支撐鋼板之上，巖溶地層系統中的巖溶腔粘結在支撐鋼板之下，支撐鋼板通過膠黏劑安置在巖溶地層系統中的巖溶腔上方，測量控制系統中的監測設備通過覆蓋層系統中的連接孔與主體箱相連。

所述的覆蓋層系統由有機玻璃制成，包括主體箱、透水網板、土箱、覆蓋層供水箱、覆蓋層抽水箱、巖溶板。其中主體箱膠黏在支撐鋼板上，主體箱正面設有土壓力連接孔和水壓力連接孔，主體箱底部有鉆有第一漏失洞、第二漏失洞、第三漏失洞，透水網板膠黏在主體箱內壁，土箱位于兩透水網板之間，覆蓋層供水箱位于土箱右側，覆蓋層抽水箱位于土箱左側，巖溶板直接安放在主體箱內底面，巖溶板上鉆有第一巖溶板洞、第二巖溶板洞和第三巖溶板洞；