[發明專利]模擬超厚覆蓋層與防滲墻間泥皮形成過程的裝置及方法

在審

• 申請號: 202110395441.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113049451A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 余翔;王鈺軻;夏洋洋;玉努斯江·吐拉買提;趙小華
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/04
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 陳玄

本發明涉及一種模擬超厚覆蓋層與防滲墻間泥皮形成過程的裝置及方法，該裝置包括氣泵、泥漿桶、觀測筒和儲水罐，觀測筒由底座、套筒和上蓋構成，底座內設有與套筒內部連通的進水孔，進水孔通過進水管與儲水罐的底部相連，上蓋上設有進漿口和排氣口，進漿口處設有泥漿控制閥，泥漿控制閥上連接有進泥管，泥漿桶的頂端設有泥漿桶進氣口和泥漿桶出漿口，泥漿桶進氣口設有調壓閥，調壓閥上安裝有壓力表和氣插接頭，氣插接頭與氣泵相連，觀測筒一側設有攝像機。本發明實現了對飽和超厚覆蓋層壩基土泥漿浸染過程及表面泥皮形成過程的實時動態觀測和試樣制備，而且整體裝置結構簡單，成本低，操作方便。

技術領域

本發明涉及水利工程土工試驗技術研究領域，特別涉及一種模擬超厚覆蓋層壩基與防滲墻間泥皮形成過程的試驗裝置及使用方法。

背景技術

在我國西部地區高山河流縱橫擁有豐富的水電資源，然而，開發水電不可避免要修建高壩大庫，但在西部地區大多數河流河床上存在超厚覆蓋層，換填造價過高，而直接在覆蓋層上筑建大壩壩基的防滲和穩定性尤為重要。目前，常用的設計方法是在覆蓋層壩基上設置心墻-防滲墻，而防滲墻一般為混凝土防滲墻，在荷載作用下防滲墻與周圍覆蓋層土體的界面特性對大壩的設計和安全評估尤為重要，特別是受泥漿浸染后含泥皮的界面。由于覆蓋層通常為砂礫石或細顆粒砂土等，土質疏松在高水壓的做用下極易被泥漿浸染，從而在覆蓋層土體與防滲墻界面形成泥皮，進而影響界面特性，使界面部位處于不利的應力狀態，對大壩安全構成威脅。因此，充分、合理考慮實際工程情況，對含泥皮超厚覆蓋層壩基土與混凝土界面特性進行研究至關重要，亟需提出一種模擬超厚覆蓋層壩基與防滲墻間泥皮形成過程的試驗裝置及使用方法，為研究超厚覆蓋層壩基混凝土防滲墻的界面特性提供基礎保障。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種模擬超厚覆蓋層與防滲墻間泥皮形成過程的裝置及使用方法，其可模擬超厚覆蓋層壩基與防滲墻間泥皮形成過程。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種模擬超厚覆蓋層與防滲墻間泥皮形成過程的裝置，包括氣泵、泥漿桶、觀測筒和儲水罐，所述觀測筒由底座、固定在底座上的透明的套筒和固定在套筒上的上蓋構成，所述底座內設有與套筒內部連通的進水孔，進水孔的進口處設有進水閥，進水閥通過氣插接頭連接有進水管，進水管與儲水罐的底部相連，上蓋上設有進漿口和排氣口，進漿口處設有泥漿控制閥，泥漿控制閥通過氣插接頭連接有進泥管，排氣口處安裝有排氣閥，所述泥漿桶的頂端設有泥漿桶進氣口和泥漿桶出漿口，所述進泥管與泥漿桶出漿口相連接，泥漿桶內設有與泥漿桶出漿口相連接的抽漿管，抽漿管的底端伸入至泥漿桶的底部，進泥管的外壁與泥漿桶出漿口密封相接，泥漿桶進氣口設有調壓閥，調壓閥上安裝有壓力表和氣插接頭，氣插接頭上連接有進氣管，進氣管與氣泵相連，觀測筒一側設有攝像機。

所述套筒為有機玻璃套筒，套筒的內徑和高度均為500mm，套筒的壁厚為10mm，底座和上蓋的厚度均為20mm，套筒內由下之上依次放置有透水石、濾紙、土體和泥漿。

所述底座、套筒和上蓋通過螺桿和螺帽固定在一起，其中螺桿一端固定在底座上，上蓋上開設有與螺桿相對應的穿孔，螺桿另一端穿過穿孔后緊固螺帽進而將底座、套筒和上蓋固定在一起。

所述螺桿、螺帽、底座和上蓋均為不銹鋼制成。

所述底座和上蓋上均設有與套筒配合的凹槽，凹槽內放置有橡膠密封圈。

所述氣泵的出氣口上安裝有氣泵閥門，氣泵閥門通過氣插接頭與進氣管連接。

所述儲水罐為上端開口的罐體，儲水罐的一側壁上設有溢水口，溢水口處設有排水閥。

所述進水管、進泥管和進氣管均為耐壓軟管。

模擬超厚覆蓋層與防滲墻間泥皮形成過程的裝置的使用方法，包括以下步驟：