[实用新型]一种研究变水头作用下双向管涌的实验装置

说明书

技术领域

     本实用新型涉及岩土工程试验测试领域，具体说是一种研究大坝地基渗透变形的试验装置。

背景技术

江河大堤在经过一段时间的运营后，由于上、下游水位差的作用，往往会对堤基产生淘蚀作用。整个堤基的淘蚀非一朝一夕所形成，需要经过一个过程。大坝运营时，在水位差作用下，首先带走坝基下的细小颗粒，使之出现坝基渗漏，形成渗流带；在此基础上，渗漏进一步加强，导致产生强渗流区，并将较大的颗粒也带走，形成淘蚀区，使大坝坝基脱空，对大坝安全构成威胁。江河大堤上下游冒砂现象时有发生，严重威胁到坝体以及水工建筑物的安全。因此，管涌的研究对闸坝安全防护有着很重要的意义。

前人在研究管涌过程中，往往是研究坝体在某一固定水头作用下，管涌的发生发展过程。对于坝体，下游出现管涌口是最常见的一种形式。但是对于江河大堤上下游的水位，更真实的情况是汛期水位迅速升高以及旱期水位逐渐降低。所以，管涌的形成与发展是处在上下游水头动态变化的环境中。为了更加真实的反映管涌的发展过程，研究变水头作用下的管涌是必然的趋势。

实用新型内容

为了解决解决以上技术问题，本实用新型提供一种研究变水头作用下双向管涌的实验装置，包括水头控制装置、试样、渗透槽、盖板、测压管、刻度板。水头控制装置分别通过水管与试样槽的两端连接，包括滑轮组、钢丝绳、水箱、水管、水流控制阀，钢丝绳通过滑轮组控制水箱的位置，水箱带有溢流口，通过水管与渗透槽连接，水管上设有水流控制阀；渗透槽两端设有注水区，中间为试样区，注水区与试样区通过有机玻璃隔板隔开，隔板上有均匀钻孔，试样位于试样区内，试样区内等距离均匀分布测压管，测压管与刻度板连接；渗透槽上设有盖板，盖板上注水区的位置对称设置排气阀，试样区位置对称设置等直径的管涌口，管涌口周围有导流装置。

优选地：渗透槽采用有机玻璃制成。

优选地：渗透槽的顶部设置有盖板。

优选地：测压管等距离排放在试样区，并依次固定在刻度板上。

优选地：盖板上设有排气阀和管涌口，排气阀设置在注水区，管涌口设置在试样区位置。

优选地：两个排气阀和管涌口分别对称分布注水区和试样区，两个管涌口周围设置有导流装置。

有益效果：本装置结构设计科学合理，能够模拟变水头作用双向管涌的情形，真实反映江河大堤汛期水位迅速升高以及旱期水位逐渐降低的上下游水位情况，反映在上下游水头动态变化的环境中管涌的形成与发展，对闸坝安全防护有着很重要的意义。相对于其他的水头控制装置，本实用新型的恒定水头装置结构简单，操作容易，且能方便的控制水位的高低模拟江河大堤的上下游情况。

附图说明

图1本实用新型的结构图。

图2本实用新型的盖板大样图

图3本实用新型的渗透槽平面图

图4本实用新型的水箱平面图

具体实施方式

一种研究变水头作用下双向管涌的实验装置，包括水头控制装置、试样、渗透槽7、盖板10、测压管13、刻度板14；水头控制装置包括滑轮组、钢丝绳3、水箱4、水管5、水流控制阀6，滑轮组由定滑轮1和动滑轮2组成，水箱4带有溢流口17，钢丝绳3通过滑轮组控制水箱4的位置，水箱通过水管5分别与渗透槽7两端连接，水管上设有水流控制阀6；渗透槽7分为注水区8和试样区9，注水区8设置于渗透槽7两端，透水板12置于渗透槽7内，注水区8和试样区9通过透水板12隔开；试样位于试验区9内，其特征在于：包括测压管13，测压管13等距离均匀分布在试样区9内，测压管13固定在刻度板14上。水头控制装置通过滑轮组来控制水箱4的位置，两边的水位差通过装置很容易实现；渗透槽7的顶部设置有盖板10，盖板10上设有排气阀15和管涌口11，排气阀15设置在注水区8，管涌口11设置在试样区9位置，两个排气阀15和管涌口11分别对称分布注水区8和试样区9，两个管涌口11周围设置有导流装置16，方便测量管涌口的涌水量，进而得到在管涌破坏过程中的渗透流速变化情况。

    在实验过程中，分阶段记录了管涌发展不同时刻不同位置测压管水头的高度以及流量和出砂多少，通过数据处理，分析了不同水头变换方式下管涌发展与时间以及水头的关系，总结出堤基管涌的发展机理。