一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及土体侵蚀响应模拟领域，具体涉及一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置。


背景技术：

2.渗透破坏作为土石坝和堰塞体等的主要失稳形式之一，常发生于不良级配无粘性土中。在渗透破坏作用下不良级配无粘性土中的细颗粒易被水流冲蚀，进而影响土体的物理力学性质，甚至导致土体结构破坏。快速确定不良级配无粘性土材料在不同渗流场作用下的冲蚀特性，并对其蚀后响应进行有效的模拟与分析，对坝基、堰塞体等的渗流安全评估与应急处置均着重要的意义。
3.目前，现有的土体侵蚀响应模拟设备结构复杂，且无法有效地观察土体渗流侵蚀的变形情况。
4.因此，发明一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置，以解决上述背景技术中提出的土体侵蚀响应模拟设备结构复杂，且无法有效地观察土体渗流侵蚀的变形情况的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置，包括透明模拟箱，所述透明模拟箱的底部设置有导流箱，所述导流箱的底部外侧边缘等间距固定有支撑脚，所述导流箱的底部设置有集水箱，所述导流箱与集水箱之间设置有导流管，所述导流箱的内腔与透明模拟箱的内腔相贯通，所述导流箱的上侧端口内固定有第一拦截网，所述第一拦截网的上侧设置有砂石层，所述砂石层嵌套在透明模拟箱内，所述砂石层的上侧固定有第二拦截网，所述第二拦截网的上侧设置有土样层，所述土样层的内部从下到上依次埋设有土压力盒、孔隙水压力计和分层沉降仪，所述透明模拟箱的顶部内壁等间距固定有布水管，所述布水管的表面等间距开设有布水孔，多个所述布水管的左端共同连接有进水总管，所述集水箱的底部设置有底板，所述支撑脚的下端与底板连接，所述底板的上侧左部安装有供水箱，所述供水箱上安装有液泵，所述液泵的输入端与供水箱连接，所述液泵的输出端连接有输水管，所述输水管的上端伸入透明模拟箱内，所述输水管的上端与进水总管连接，所述底板的上侧右部安装有平台架，所述平台架上安装有计算机控制监测设备。
7.优选的，所述土压力盒、孔隙水压力计、分层沉降仪和液泵均与计算机控制监测设备之间电性连接。
8.优选的，所述透明模拟箱的底部与导流箱的上侧之间密封固定连接。
9.优选的，所述导流箱设置为锥形，所述导流管的上端与导流箱的底部连接，所述导流管的下端与集水箱连接。
10.优选的，所述第一拦截网和第二拦截网均采用不锈钢加工制成。
11.优选的，所述第一拦截网的底部等间距固定有加强杆，所述加强杆的两端与导流箱的内壁连接。
12.优选的，所述透明模拟箱采用高强度钢化玻璃加工制成，所述导流箱采用不锈钢加工制成。
13.优选的，所述导流箱的前后左右四方均设置有支撑杆，所述支撑杆的下端与底板连接，所述支撑杆上安装有高速摄像仪，所述高速摄像仪与计算机控制监测设备之间电性连接。
14.在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：
15.1、通过采用透明模拟箱，能够从四侧观察土样层的高度及沉降变化情况，且在土样层内安装有土压力盒、孔隙水压力计和分层沉降仪，由孔隙水压力计、土压力盒、分层沉降仪分别实时检测记录孔隙水压力、土体应力、土层分层变形量，能够实现精准有效地模拟；
16.2、通过透明模拟箱采用高强度钢化玻璃加工制成，可以承受较大的力而不失去稳定性，使用寿命长；
17.3、通过在透明模拟箱的前后左右四侧均设有高速摄像仪，能够实时监测记录，能够有效地观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程，提高了观察的精准度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型的透明模拟箱与导流箱连接图；
21.图3为本实用新型图2的剖视图；
22.图4为本实用新型的进水总管与布水管连接图。
23.附图标记说明：
24.1、透明模拟箱；2、导流箱；3、支撑脚；4、集水箱；5、导流管；6、第一拦截网；7、砂石层；8、第二拦截网；9、土样层；10、土压力盒；11、孔隙水压力计；12、分层沉降仪；13、布水管；14、布水孔；15、进水总管；16、底板；17、支撑杆；18、高速摄像仪；19、供水箱；20、液泵；21、输水管；22、平台架；23、计算机控制监测设备；24、加强杆。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
26.本实用新型提供了如图1-4所示的一种土体内部侵蚀变形响应模拟装置，包括透明模拟箱1，所述透明模拟箱1的底部设置有导流箱2，所述导流箱2的底部外侧边缘等间距固定有支撑脚3，所述导流箱2的底部设置有集水箱4，所述导流箱2与集水箱4之间设置有导流管5，所述导流箱2的内腔与透明模拟箱1的内腔相贯通，所述导流箱2的上侧端口内固定
有第一拦截网6，所述第一拦截网6的上侧设置有砂石层7，所述砂石层7嵌套在透明模拟箱1内，所述砂石层7的上侧固定有第二拦截网8，所述第二拦截网8的上侧设置有土样层9，所述土样层9的内部从下到上依次埋设有土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12，所述透明模拟箱1的顶部内壁等间距固定有布水管13，所述布水管13的表面等间距开设有布水孔14，多个所述布水管13的左端共同连接有进水总管15，所述集水箱4的底部设置有底板16，所述支撑脚3的下端与底板16连接，所述底板16的上侧左部安装有供水箱19，所述供水箱19上安装有液泵20，所述液泵20的输入端与供水箱19连接，所述液泵20的输出端连接有输水管21，所述输水管21的上端伸入透明模拟箱1内，所述输水管21的上端与进水总管15连接，所述底板16的上侧右部安装有平台架22，所述平台架22上安装有计算机控制监测设备23。
27.所述土压力盒10、孔隙水压力计11、分层沉降仪12和液泵20均与计算机控制监测设备23之间电性连接，土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12将检测的数据发送给计算机控制监测设备23，通过计算机控制监测设备23进行处理计算分析，精准度高。
28.所述透明模拟箱1的底部与导流箱2的上侧之间密封固定连接，保证透明模拟箱1的底部与导流箱2之间的密封性，避免出现漏水等现象。
29.所述导流箱2设置为锥形，所述导流管5的上端与导流箱2的底部连接，所述导流管5的下端与集水箱4连接，使得流到导流箱2内的水能够通过导流管5输入集水箱4内，在集水箱4内进行收集。
30.可以理解的是，液泵20工作，抽取供水箱19内的水，通过输水管21输送到进水总管15内，再进入布水管13内，由布水孔14喷出，水浸入土样层9内，随着水的持续喷洒，土样层9内多余的水分穿过第二拦截网8、砂石层7和第一拦截网6，流入导流箱2内，再通过导流管5进入集水箱4内，土样层9内埋设有土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12，土压力盒10、孔隙水压力计11和分层沉降仪12实时对土样层9内的土体应力、孔隙水压力和土层分层变形量进行检测记录，并将相关数据发送给计算机控制监测设备23，由计算机控制监测设备23进行分析处理，能够清了解相关的数据信息，有利于提高模拟效果，透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成，可以承受较大的力而不失去稳定性，使用寿命长，且能够从四侧观察土样层9的高度及沉降变化情况。
31.如图3所示，所述第一拦截网6和第二拦截网8均采用不锈钢加工制成，结构强度大，不易损坏，使用寿命长。
32.所述第一拦截网6的底部等间距固定有加强杆24，所述加强杆24的两端与导流箱2的内壁连接，通过加强杆24对第一拦截网6进行支撑，使得第一拦截网6能够有效地对砂石层7进行支撑。
33.所述透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成，结构强度大，不易破碎，使用寿命长，所述导流箱2采用不锈钢加工制成，结构强度大，使用寿命长。
34.可以理解的是，第一拦截网6和第二拦截网8采用不锈钢加工制成，使得第一拦截网6和第二拦截网8的结构强度大，不易腐蚀，并在第一拦截网6底部等间距固定有加强杆24，通过加强杆24能够有效地对第一拦截网6进行支撑，使得第一拦截网6受到砂石层7的挤压后不容易损坏，透明模拟箱1采用高强度钢化玻璃加工制成，能够保证良好透明度的同时，使得透明模拟箱1整体结构强度大，不易破碎，整体使用寿命长。
35.如图1所示，所述导流箱2的前后左右四方均设置有支撑杆17，所述支撑杆17的下
端与底板16连接，所述支撑杆17上安装有高速摄像仪18，所述高速摄像仪18与计算机控制监测设备23之间电性连接，通过高速摄像仪18进行实时监测记录，高速摄像仪18能够观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程。
36.可以理解的是，在导流箱2的前后左右四方均固定有支撑杆17，支撑杆17上安装有高速摄像仪18，通过四个高速摄像仪18分别在透明模拟箱1的前后左右四侧进行实时监测记录，能够有效地观测细颗粒渗流侵蚀的动态过程，提高了观察的精准度，同时降低了人工劳动强度，避免人工观察出现的错误。
37.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。