[發明專利]降雨作用下的顆粒土變化遷移模擬試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202310515914.0
• 申請日: 2023-05-09
• 公開（公告）號: CN116359100A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉萌心;宋丹青;汪小雨;劉曉麗;張澤;劉晨鵬;王賀;張建偉;仉文崗;聶聞
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N15/00
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 劉靜

本發明公開一種降雨作用下的顆粒土變化遷移模擬試驗裝置及方法，包括：土樣容器，內部由下至上鋪設有若干層土層，土樣容器底端封閉或不封閉；容器支承裝置，設置在土樣容器下方且支撐土樣容器傾斜；物質分析組件，具有若干進水端，若干進水端分別與土樣容器內的不同土層對應設置并連通；壓力分析組件，具有若干壓力監測端，壓力監測端分別與土樣容器內的不同土層對應設置；降雨組件，設置在土樣容器一側且降雨組件的降雨端與土樣容器內對應設置。本發明能夠較好得研究不同降雨作用狀況下粗顆粒土的破環模式和機制，并通過試驗現象觀測以及數據分析，研究建立降雨對粗顆粒土力學性能的影響。

技術領域

本發明涉及土壤顆粒遷移試驗設備技術領域，特別是涉及一種降雨作用下的顆粒土變化遷移模擬試驗裝置及方法。

背景技術

降雨是引起土體破壞的重要原因之一，特別是級配不良的粗顆粒土。受到降雨作用的影響，土體中的土壓力、水壓力會隨之發生改變，并且雨水滲入土體還會引發其中細顆粒的遷移現象，從而使原本較為穩定的土體顆粒結構受到擾動，最終土體力學性能受到影響，加速了土體的破壞。因此，需要能夠模擬當地降水條件、檢測土體力學性能變化、分析細顆粒遷移的試驗裝置及方法，并建立力學關系，從微觀角度研究降雨作用下粗顆粒土體破壞的根本原因。

現有技術中，在研究降雨對土影響的試驗裝置中，大多局限于對某一固定狀態粗顆粒土體的單一物理性能的研究，或對土體單一方向的細顆粒遷移研究。而無法同時研究不同傾斜角度、以及不同土層深度，在不同降雨條件下，土壓力、水壓力、豎向和側向細顆粒遷移的變化，并研究降雨作用對土體力學性能的關系。因此，對于模擬真實降雨環境的粗顆粒土研究，還缺少相對應的集成試驗裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種降雨作用下的顆粒土變化遷移模擬試驗裝置及方法，以解決上述現有技術存在的問題，能夠較好得研究不同降雨作用狀況下粗顆粒土的破環模式和機制，并通過試驗現象觀測以及數據分析，研究建立降雨對粗顆粒土力學性能的影響。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種降雨作用下的顆粒土變化遷移模擬試驗裝置，包括：

土樣容器，內部由下至上鋪設有若干層土層，所述土樣容器底端封閉或不封閉；

容器支承裝置，設置在所述土樣容器下方且用于支撐所述土樣容器傾斜；

物質分析組件，具有若干進水端，若干所述進水端分別與所述土樣容器內的不同土層對應設置并連通；

壓力分析組件，具有若干壓力監測端，所述壓力監測端分別與所述土樣容器內的不同土層對應設置；

降雨組件，設置在所述土樣容器一側且所述降雨組件的降雨端與所述土樣容器內對應設置。

進一步的，所述土樣容器底端固接有容器底板，所述容器底板頂端開設有若干通孔，所述容器底板下方設置有底部收集箱，所述土樣容器內通過所述通孔與所述底部收集箱連通，

所述土樣容器底端封閉，所述通孔被封堵，所述土樣容器底端不封閉，所述容器底板頂端鋪設有透水石，所述透水石側壁與所述土樣容器內壁適配。

進一步的，所述容器支承裝置包括一底座，所述土樣容器底部固接有容器支承板，所述底座頂端軸向均勻固接有四個液壓升降桿，所述液壓升降桿活動端與所述容器支承板底端鉸接。

進一步的，所述物質分析組件包括分析件和若干連通件，所述分析件通過所述連通件與所述土樣容器內連通，所述分析件包括側面收集裝置和沉淀裝置，所述側面收集裝置和所述沉淀裝置上設置有與若干所述連通件對應的若干集水腔，所述側面收集裝置收集的物質通入所述沉淀裝置沉淀。

進一步的，所述土樣容器由下至上開設有若干側面顆粒流出口，所述側面顆粒流出口與所述土樣容器內的土層對應設置且連通，所述連通件為與所述側面顆粒流出口連通的引流槽，所述側面顆粒流出口通過所述引流槽與所述側面收集裝置連通。