[实用新型]基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统

权利要求书

1.基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，包括水头装置、实验主体装置、电子监测装置和循环装置，

水头装置包括储水箱(1)，储水箱(1)侧壁底部连接有水位调节器(2)，储水箱(1)的侧壁底部开设有透水孔，水流通过透水孔进入实验主体装置中；

实验主体装置包括空心流道槽，空心流道槽中设置有粗糙单裂隙平行板的3D打印物理模型(4-1)，粗糙单裂隙平行板的3D打印物理模型(4-1)包括位于左侧的第一部分和位于右侧的第二部分，第一部分和第二部分之间设有裂缝，空心流道槽底板左右两侧分别设置有用于固定第一部分和第二部分的固定螺孔，通过固定螺钉将第一部分与空心流道槽固定为一个整体，固定螺钉与固定螺孔相适配，第二部分上设置有调节螺孔,调节螺孔大于固定螺孔，调节螺钉穿过调节螺孔将第二部分固定在空心流道槽的固定螺孔中，调节螺钉在调节螺孔中的位置可调，通过调整调节螺钉在调节螺孔中的位置来改变第一部分和第二部分间裂隙的宽度，调节螺钉与调节螺孔及固定螺孔相适配，空心流道槽上设置有可拆卸的玻璃盖板，以实现不同分形维数的粗糙单裂隙平行板的3D打印物理模的替换；

循环装置包括集水槽，集水槽两端分别与空心流道槽末端及集水口(6)相连，集水口(6)与水箱(13)相连，还包括与水位调节器另一端相连的集水箱(10)，通过连通管(14)将水箱(13)中的水集中到集水箱(10)中，集水箱(10)通过抽水泵(11)与导水管(12)相连，导水管(12)又与储水箱(1)相连；

电子监测装置包括智能调控主机(7)、压力传感片(8)和设置于水箱(13)上方的水位监测器(9)，压力传感片(8)及水位监测器(9)分别与智能调控主机(7)相连，压力传感片(8)设置于透水孔处，用于实时监测渗流水流状态。

2.如权利要求1所述的基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，储水箱(1)侧壁竖直设置有刻度尺(3)，所述空心流道槽为长方形空心流道槽(4)，第一部分和第二部分均是通过分形函数生成的两个粗糙面组成的，通过改变分形函数的变量分维D获取不同粗糙度的模型。

3.如权利要求1所述的基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，连通管(14)上设置有控制阀门(15)，控制阀门(15)与智能调控主机(7)相连，当水位监测器(9)监测到水位达到预设水位时，将信号传输给智能调控主机(7)，智能调控主机(7)触发控制阀门打开，进行相应操作。

4.如权利要求1所述的基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，连通管(14)上设置有控制阀门(15)，智能调控主机(7)还包括报警装置及用于显示渗流水量及渗透水流速度的显示屏，当水位监测器(9)监测到水位达到预设水位时，将信号传输给智能调控主机(7)，智能调控主机(7)触发报警装置发出警报。

5.如权利要求1所述的基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，粗糙单裂隙平行板的3D打印物理模型(4-1)的曲线是基于分形函数编程获得，利用3D打印技术进行构建而成，且不同分形维数的模型板具有不同的粗糙度。

6.如权利要求1所述的基于3D打印的粗糙分形单裂隙渗流实验系统，其特征在于，集水槽为锥形收缩集水槽(5)，锥形收缩集水槽(5)的大口端与空心流道槽末端相连，其小口端连接有集水口(6)。