[發明專利]溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置

在審

• 申請號: 202011412323.3
• 申請日: 2020-12-05
• 公開（公告）號: CN112557628A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉子振
• 申請（專利權）人: 臺州學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08;G01D21/02
• 代理公司: 藍天知識產權代理(浙江)有限公司 33229
• 代理人: 孫煒

本發明屬于非飽和土特性測試裝置的技術領域，涉及一種溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置，包括溫度恒定箱、雨水生成系統和土樣測試缸，所述土樣測試缸設置在溫度恒定箱內，雨水生成系統設置在土樣測試缸上方，所述雨水生成系統包括若干獨立設置的降雨結構，所述土樣測設缸內于不同深度設置有若干組熱水氣測試固定位，所述熱水氣測試固定位內設置有溫度傳感器、水分傳感器和空氣壓力傳感器。本發明提供的測試裝置可以測試解決不同溫度環境、不同降雨強度條件下非飽和土內的熱水氣遷移規律和滲透特性，該裝置設計輕便、操作簡單、測試精度高，可為溫度環境降雨入滲非飽和土邊坡穩定性分析提供實驗裝置。

技術領域

本發明屬于非飽和土特性測試裝置的技術領域，涉及一種溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置。

背景技術

多物理場環境對非飽和土邊坡穩定性的影響主要體現在持續降雨和環境溫度的交互作用，每年夏秋季節的這些氣候條件疊加常常誘發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。這些地質災害中最多的就是滑坡，而導致滑坡的主要原因是降雨入滲，尤其是在溫度較高季節，突然發生持續降雨導致的邊坡災害更為嚴重。根據中國氣象局公布的數據，統計得到全國月平均降雨量主要集中在5-9月份，全國月平均溫度較高也主要集中在5-9月份，全國地質災害(含約70％的滑坡)也主要集中在5-9月份。氣溫和降雨環境誘發邊坡失穩和災害在全國工程地質災害中占有很大比例，經常造成重大的人員傷亡、財物損失以及公路鐵路等交通中斷。

夏秋季節，黏土類邊坡表層在陽光照射或環境溫度影響下，坡面水分蒸發較多、表層土失水易干裂，空隙也增大，邊坡非飽和程度比常溫環境更大，給雨水入滲創造良好條件，一旦突發降雨，邊坡極易失穩。由此可知，溫度和降雨物理場條件與滑坡存在一定的關聯性，在氣溫和降雨交互影響下非飽和土邊坡內熱水氣發生遷移變化，從而影響到土邊坡的穩定性。因此，研究溫度和降雨交互影響非飽和土的熱水氣遷移規律，有助于合理評價溫度和持續降雨交互非飽和土邊坡的穩定性，對夏秋季節邊坡災害防治和加固具有重大的現實意義。

中國發明專利申請CN 109270244 A公開了一種降雨作用下土壤中溶質運移模擬觀測裝置，包括土壤觀測單元，所述土壤觀測單元包括土柱箱，所述土柱箱內設置有土壤，所述土壤觀測單元上方設置有模擬降雨環境的降雨模塊，所述土壤觀測單元側壁設置有用于測定土壤水分、負壓的檢測模塊和用于采集不同深度土壤溶質的取樣模塊，所述土壤觀測單元下端連有用于收集土壤滲漏液的抽氣模塊。

該裝置僅能測試降雨作用對土壤的影響，無法進行降雨和溫度環境同步影響非飽和土邊坡穩定性的熱水氣遷移測試。同時，其降雨模塊包括供水瓶，抽水泵的進液口連有所述供水瓶，出液口通過軟管連有降雨篩，所述降雨篩橫截面尺寸與所述土柱箱橫截面尺寸相同，所述降雨篩上縱橫排列有出水孔，所述降雨篩的篩面粘附有膠皮。這種降雨模塊對雨強和雨水分布密度比較固定，且降雨過程無法調整降雨密度，很難模擬降雨的真實性。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置，該測試裝置可以測試解決不同溫度環境、不同降雨強度條件下非飽和土內的熱水氣遷移規律和滲透特性，該裝置設計輕便、操作簡單、測試精度高，可為溫度環境降雨入滲非飽和土邊坡穩定性分析提供實驗裝置。

為解決上述技術問題，本發明的目的通過下述技術方案得以實現：

溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置，包括溫度恒定箱、雨水生成系統和土樣測試缸，所述土樣測試缸設置在溫度恒定箱內，雨水生成系統設置在土樣測試缸上方，所述雨水生成系統包括若干獨立設置的降雨結構，所述土樣測設缸內于不同深度設置有若干組熱水氣測試固定位，所述熱水氣測試固定位內設置有溫度傳感器、水分傳感器和空氣壓力傳感器。

在上述的溫度影響下雨水入滲非飽和土的熱水氣遷移測試裝置中，所述溫度恒定箱包括箱體、箱蓋和底座，所述箱蓋上設置有固定土樣測試缸的固定槽、固定降雨結構的降雨針管孔，所述箱體下端設置有恒溫水進口、上端設置有恒溫水出口。