[發明專利]一種改良土動水穩定性測試裝置

在審

• 申請號: 202211564214.2
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115754243A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 趙珊珊;徐鵬;韋秀琳;薛金;楊昌萄;王一凡;謝一平;蘭煜;趙楚鈴
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N17/00;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種改良土動水穩定性測試裝置。該測試裝置由樣品實驗區、條件控制區和數據采集處理裝置組成。其中，樣品實驗區由供液箱、流速穩定箱、水管、篩網、立架、彈簧鉤組成；條件控制區由加熱器，溫度控制器，流量控制器、流速儀組成；數據采集處理裝置由拉力傳感器、電腦、攝像頭組成。本發明通過改變溫度、流速及溶液成分，模擬改良土真實生態環境，彌補了改良土動水穩定性測定技術的缺失。

技術領域

本發明涉及水土保持及生態防護技術領域，具體涉及一種改良土動水穩定性測試裝置。

背景技術

邊坡表層土結構松散，在降雨條件下，坡面徑流的侵蝕作用使邊坡表層土流失，加劇坡面裸露，進而導致失穩。因此，真實模擬土體在遇水條件下的水穩定性對于坡面防護及水土保持至關重要。在真實降雨條件下，不同降雨模式下的坡面徑流流速不同，不同大氣環境下的降雨PH值不同，這些都會對土體水穩定性產生影響。同時，在生態建設改良土方面，改良材料在不同溫度條件下的效用至關重要。然而，目前尚沒有能夠模擬土體遇水真實環境及考慮溫度影響的水穩定性測試裝置。為了彌補這種缺失，發明了一種集流速、溫度及溶液控制為一體的改良土動水穩定性測試裝置。

發明內容

為解決改良土真實環境條件下動水穩定性測試裝置缺失的問題，發明了一種改良土動水穩定性測試裝置。本發明操作簡單，數據精準，成本低，能夠精準控制流速和溫度，可以按照需求改變實驗溶劑成分，為改良土動水穩定性評價提供參數支撐。

一、本發明提出的一種改良土動水穩定性測試裝置，其特征在于由樣品實驗區、條件控制區和數據采集處理裝置組成。其中：

（1）樣品實驗區

樣品實驗區由供液箱、流速穩定箱、水管、篩網、立架、彈簧鉤組成。其中：供液箱采用亞克力材料制成，直徑為40cm，高度為40cm，最大容量為50L，外表面設置刻度；供液箱盛有試驗液體，試驗液體可根據實驗所需進行更換；供液箱與流速穩定箱通過進水管相連，進水管直徑為30cm。流速穩定箱采用亞克力材料制成，長度為100cm，寬度為30cm，高度為60cm；流速穩定箱兩側與進出水管相連，進出水管通過相同流速的水流使流速穩定箱內部產生均勻流速的水流；流速穩定箱底部中央安裝立式掛鉤，高為5cm，與篩網底部掛鉤相連；流速穩定箱內試驗液體高度不超過35cm。立架架立在流速穩定箱之上，立架橫桿中間焊接彈簧鉤，彈簧鉤底部通過四根尼龍繩與篩網相連，尼龍繩直徑為2mm。篩網采用亞克力材料制成，直徑為30cm，深度為5cm，孔徑范圍為0.125-5mm；

（2）條件控制區

條件控制區由加熱器，溫度控制器，流量控制器、流速儀組成。其中：加熱器安裝在供液箱和流速穩定箱底部，用來加熱供液箱和流速穩定箱內的試驗液體，可加熱范圍為20℃-60℃；溫度控制器安裝在供液箱和流速穩定箱側表面，通過設定自動控制加熱器，使供液箱和流速穩定箱內的試驗液體溫度維持在設定溫度，溫度誤差在±1℃以內。流量控制器安裝在進出水管內，通過改變調節閥閥門的大小控制水管內的流量，從而間接控制水管內的水流流速，使其滿足所需的流速要求；每根水管內部安裝一個流量控制器。流速儀分別安裝在進出水管與流速穩定箱連接接口處、流速穩定箱底部立式掛鉤上，可以實時觀測流速穩定箱進出口處以及流速穩定箱內部的流速，每根水管與流速穩定箱相連的接口處以及立式掛鉤上安裝一個流速儀。

（3）數據采集處理裝置

數據采集處理裝置由拉力傳感器、電腦、攝像頭組成。其中：攝像頭安裝在立架兩側，用于記錄篩網內的土體在流水作用下的形態變化。拉力傳感器安裝在彈簧鉤以及立式掛鉤上，用于實時記錄篩網上下兩側產生的拉力；拉力傳感器根據實驗時長設定采樣頻率。電腦與拉力傳感器相連，用于收集和儲存數據，并通過內部設定的計算公式自動處理數據，生成重量變化曲線；篩網內部土體的重量M由預設公式自動計算，計算公式如下：

其中：①為篩網內部的土體重量；②為彈簧鉤上的拉力傳感器讀數；③為立式掛鉤上的拉力傳感器讀數。

二、本發明的顯著優點在于：