[实用新型]变坡式泥沙颗粒水下休止角测定仪

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及水利行业中天然砂和模型沙水下休止角的测量装置。

背景技术

水下休止角是指处于水面下的泥沙颗粒在重力、浮力以及摩擦力等的综合作用下，可以形成一定角度的倾斜面而不坍塌，这个角度为水下休止角。水下休止角是泥沙颗粒的一个重要参数，在现实中有广泛的应用，如坝前冲刷漏斗的角度问题，护岸工程中岸坡的稳定问题、渠道的最优断面设计等问题。传统的泥沙颗粒水下休止角测量方法是通过向水下固定半径的圆盘内堆积泥沙，当圆盘内的泥沙呈锥体时，开始测量锥体的高度和锥体的半径，并通过两者的关系反求锥体的角度，该角度即为泥沙颗粒的水下休止角。但该方法中圆盘不能形成不同的倾角，不适用于变坡上泥沙颗粒的水下休止角的测量，测量结果也不能直接给出角度；且该方法无调平装置，不能保证所形成的休止角基于水平，增加了测量结果的误差。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种变坡式泥沙颗粒水下休止角测定仪，不仅能测量变坡条件下的泥沙颗粒水下休止角，还能保证测量装置水平并直接读出结果。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种变坡式泥沙颗粒水下休止角测定仪，包括透明容器箱、升降螺杆、盛沙重力板、支撑杆、固定挡板和活动挡板，所述固定挡板和活动挡板竖直设在透明容器箱内，并与盛沙重力板构成盛沙空间；所述盛沙重力板与固定挡板底部铰接；所述升降螺杆竖直设在容器箱内，支撑杆一端穿过升降螺杆的螺纹槽，另一端与盛沙重力板的下端自然接触；所述透明容器箱对应盛沙重力板处标记有对应的长度和角度刻度。

作为优选，所述固定板上部设有透水孔，且透水孔以下固定板的高度时盛沙重力板长度的2倍。

作为优选，所述透明容器箱底部设有可调节底座，顶部设有水平气泡。

作为优选，所述升降螺杆顶端还设有手柄。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：通过重力作用形成泥沙颗粒的休止角以及重力板的不同坡度，使本实用新型能直接测量变坡条件下的泥沙颗粒休止角；通过本实用新型可操作性强、测量速度快、能直接读出泥沙颗粒的水下休止角，不需要进行角度转化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，底座1、透明容器箱2、水平气泡3、盛沙重力板4、活动挡板5、固定挡板6、支撑杆7、升降螺杆8、手柄9、刻度10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1～2所示，一种变坡式泥沙颗粒水下休止角测定仪，包括透明容器箱、升降螺杆、盛沙重力板、支撑杆、固定挡板和活动挡板，所述固定挡板和活动挡板竖直设在透明容器箱内，且宽度与容器箱宽度相同，并与盛沙重力板构成独立的盛沙空间；所述盛沙重力板与固定挡板底部铰接；所述升降螺杆竖直设在容器箱内，支撑杆一端穿过升降螺杆的螺纹槽，另一端与盛沙重力板的下端自然接触；盛沙重力板的长度为定值，重力板上不同的泥沙厚度对应的角度固定，故在有机玻璃容器的侧面可同时标记长度和角度的刻度，可直接读出休止角。固定挡板上部开有透水孔，以保持盛沙小容器与有机玻璃容器连通，透水孔以下固定板的高度为盛沙重力板长度的两倍。并通过在容器箱底部安装可调节底座，顶部安装水平气泡，通过调节底座和水平气泡，以确保透明容器箱处于水平状态。

进行休止角测量时，调节底座使水平气泡居中，保持有机玻璃容器水平。向有机玻璃容器中盛水，水的高度与固定挡板上透水孔的下端齐平。放下活动挡板，此时，盛沙重力板、活动挡板、固定挡板以及有机玻璃容器边壁构成一个盛沙小容器，向小容器中加沙，使盛沙小容器中沙的厚度大于重力板的长度，提起活动挡板，相当于盛沙小容器的一侧打开，盛沙重力板上的泥沙会在重力作用下下滑，最后会在盛沙重力板上上形成一个自然角度，该角度为泥沙颗粒的水下休止角，通过侧向的刻度可直接读出水平条件下泥沙颗粒的水下休止角。

当转动手柄时，升降螺杆上的螺纹带动支撑杆上升或下降，盛沙重力板受支撑杆影响会绕铰链转动，形成不同坡度，该坡度下泥沙颗粒也能形成固定的角度，由此可测量变坡下的泥沙颗粒水下休止角。