[实用新型]一种模拟人工示踪获取渗透流速的模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟人工示踪获取渗透流速的模型试验装置。

背景技术

我国从六七十年代开始，至今已修筑了大量的水库和堤坝，在我国的防洪、灌溉和发电方面起着重要的作用。由于堤基和坝体的渗流是影响大坝安全使用的重要因素，为了使水库能安全正常的运行，堤基和坝体的渗流监测尤为重要。渗流监测方面，最重要的是对渗透流速的监测，示踪方法是现场较为常用的渗透流速测试方法，但是现场的边界条件比较复杂，难以控制，所以通过室内试验来模拟进行人工示踪来获取渗透流速参数的方法显得尤为重要。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种模拟人工示踪获取渗透流速的模型试验装置，能够用示踪方法检测堤基和坝体的渗透流速。

技术方案：为了实现发明的目的，本实用新型公开了一种模拟人工示踪获取渗透流速的模型试验装置，包括砂箱、进水室、出水室、水头控制系统、流量计以及用来测试测管内示踪剂浓度的示踪剂浓度测试系统；砂箱为密封箱体且箱体内设有空腔，砂箱的顶部和底部由内至外设有砂层、粘土层，进水室和出水室设于砂箱不同的侧壁上，砂箱的空腔夹于进水室和出水室之间，进水室和出水室的内壁设有砂层；进水室上设有进水口，进水口与水头控制系统相连；出水室上设有出水口，出水口与流量计相连；砂箱的箱体上设有若干测管，测管自砂箱外壁穿过壳体延伸至空腔内。

作为优选，为了使进水室的水流进入砂箱空腔以及砂箱空腔的水流进入出水室时水压能够稳定，砂箱为长方体，进水室设于砂箱的侧面上，出水室设于进水室侧面的相对侧面上。

作为优选，为了使进水室的水流进入砂箱空腔时能够流速更加均匀，进水室的箱体和砂层之间设有栅格板；出水室的箱体和砂层之间设有栅格板。

作为优选，为了在投入示踪剂时水中的示踪剂浓度分布更加均匀，测管均匀分布于砂箱的顶部，并垂直于顶部表面。

作为优选，为了模拟现场测井状况并且防止砂土颗粒进入测管，测管处于砂箱顶部砂层的部分为花管，且花管外侧包裹有土工布。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，本装置能够得到实际堤基渗流的实时数据，为实际堤基渗流实时监测提供有力的依据。

附图说明

图1为本实用新型的模拟人工示踪获取渗透流速的模型试验装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，砂箱1为一具有空腔11的长方体结构，一侧面为进水室2，进水室2的外壁上设有进水口21，进水口21与水头控制系统4相连接；出水室3设于进水室2所处侧面的对面上，出水室3的外壁上设有出水口31，出水口31与流量计相连，进水室2和出水室3的内壁设有砂层，进水室2的箱体和砂层之间设有栅格板8；出水室3的箱体和砂层之间设有栅格板8；砂箱1底部和顶部由内至外设有砂层、粘土层；砂箱1的顶部均匀分布有若干测管6，测管6均垂直于顶部表面，测管自砂箱外壁穿过壳体延伸至空腔内，其中测管6处于砂箱1顶部砂层的部分为花管61，且花管61外侧包裹有土工布；示踪剂浓度测试系统7通过测管6延伸至砂箱1的空腔11内。

通过上述系统可以通过以下步骤达到发明目的，其步骤包括：

（1）稳定水头控制系统4，使砂箱1内渗流达到稳定；

（2）通过示踪剂浓度测试系统7向测管6内均匀投放示踪剂；

（3）利用示踪剂浓度测试系统7得到各个测管6内不同位置的浓度变化数据；

（4）读取此时流量计读数；

（5）改变水头控制系统4的水头差，重复上述步骤，得到不同渗透流速下测管6内示踪剂的浓度变化数据；

（6）利用测井内的浓度数据随时间的变化规律，参考稀释定理和真实的渗透流量，得到人工示踪探测渗透流速的公式。