[發(fā)明專利]用于離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置及試驗(yàn)方法

在審

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• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113484056A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衛(wèi)東;胡耘;沈健;王惠生;陶露萍;姜韜;閔永恩
• 申請（專利權(quán)）人: 華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述地下水管井抽水模擬裝置設(shè)置在離心機(jī)的掛斗上；所述地下水管井抽水模擬裝置包括用于內(nèi)填模擬土（24）和模擬地下水的主模型箱（1）、用于內(nèi)填所述模擬地下水的副模型箱（2）、儲(chǔ)水箱（3）和抽水系統(tǒng)（4）；所述副模型箱（2）位于所述主模型箱（1）的側(cè)邊，并通過底部的連通管（8）與所述主模型箱（1）連通；所述儲(chǔ)水箱（3）安裝于所述副模型箱（2）上方，頂部安裝有單向排氣閥（12）；所述儲(chǔ)水箱（3）底部開孔安裝進(jìn)氣管（13）和出水管(14)，所述進(jìn)氣管（13）和所述出水管(14)向下伸入所述副模型箱（2）內(nèi)；所述抽水系統(tǒng)（4）由變頻水泵（17）控制，包括管井（16）和導(dǎo)水管（18）；所述管井（16）伸入所述主模型箱（1）內(nèi)；所述管井（16）下方為開孔段（19），內(nèi)部填濾料（20）；所述導(dǎo)水管（18）一端連接所述管井（16），另一端伸入所述儲(chǔ)水箱（3）內(nèi)；所述導(dǎo)水管（18）上安裝有單向閥（23）；所述主模型箱（1）、所述副模型箱（2）和所述儲(chǔ)水箱（3）的側(cè)面設(shè)有可視觀察窗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述連通管（8）上設(shè)有閥門（9）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述副模型箱（2）為兩個(gè)，分別對稱布置在所述主模型箱（1）的兩側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述抽水系統(tǒng)（4）為多個(gè)，各所述抽水系統(tǒng)（4）的所述變頻水泵（17）均獨(dú)立控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述連通管（8）位于所述主模型箱（1）處設(shè)置第一反濾裝置（10）；所述進(jìn)氣管（13）和所述出水管（14）位于所述儲(chǔ)水箱（3）處設(shè)置第二反濾裝置（15）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置，其特征在于：所述變頻水泵（17）的控制線（22）連接至所述離心機(jī)的滑環(huán)后連接至離心場外的控制室。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于離心模型試驗(yàn)的地下水管井抽水模擬裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于：

步驟一：試驗(yàn)開始前，在1g條件下，所述主模型箱（1）內(nèi)填所述模擬土（24）；并在所述主模型箱（1）和所述副模型箱（2）中注入染色的所述模擬地下水至靜水位（25）；所述進(jìn)氣管（13）的高度調(diào)整至所述靜水位（25），所述出水管（14）插入所述副模型箱（2）的下部；打開所述單向排氣閥（12）；打開所述單向閥（23）；

步驟二：試驗(yàn)開始后，開啟所述離心機(jī)加速至試驗(yàn)設(shè)計(jì)離心加速度，啟動(dòng)所述變頻水泵（17），通過調(diào)整所述變頻水泵（17）的功率控制動(dòng)水位（26），由所述管井（16）抽出的水經(jīng)所述導(dǎo)水管（18）進(jìn)入所述儲(chǔ)水箱（3）暫存，此時(shí)所述主模型箱（1）中的水位變?yōu)樗鰟?dòng)水位（26）；由配套的離心場中圖像采集設(shè)備通過所述可視觀察窗采集所述動(dòng)水位（26）和土體變形過程。