[实用新型]一种实时测量突水过程中颗粒流失的试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于实时自动测量隧道突水试验过程颗粒流失的试验系统，属于隧道工程地质灾害模型试验领域。

背景技术

随着交通和水利水电重大基础设施工程的建设，我国已成为世界上隧道修建规模与难度最大的国家。特别是随着重大工程建设重心向地形地质极端复杂的西部山区与岩溶地区转移，正在或即将修建大量的高风险深长隧道工程，建设过程中极易遭遇突水重大灾害，严重影响了隧道工程建设安全。

对于隧道突水模拟实验过程中土颗粒的收集分析，目前都是采取整体收集，并不能获得不同时间点的土颗粒的颗粒级配，只能够等突水过程结束后再进行筛析分析，这样不利于我们对实验过程的分析。

同时，目前大部分振动筛分装置还需要人工操作，需要耗费大量的人力，物力，而且后续的处理工作也是很繁琐的。但本发明通过全自动化的测量减少科研人员工作量，将各种参数数据自动存储并将数据上传至指定接收系统，以便科学的对数据分析、对比、统计。

此外，传统称量装置称量历史记录不能存储，使用者不方便后续的查询。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自动筛分、自动称量且能够模拟隧道突水过程中土颗粒的流失情况和突水量的分布情况，同时可以随时对称量记录进行查询分析的自动筛分称量的系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种实时测量突水过程中颗粒流失的试验系统，包括振动筛分装置、集水装置、运输装置、称量装置、采集运算装置，其中：

振动筛分装置用于通过振动来筛分突水过程中流失的土颗粒；

集水装置用于收集突水过程中流出的水、测量水的质量并将测得的水的质量传给采集运算装置；

运输装置用于将筛分出的土颗粒运送到称量装置；

称量装置用于称量筛分出的土颗粒的重量，并将测得的土颗粒的重量传给采集运算装置；

采集运算装置用于控制所述实验系统的运行，输入参数，并根据输入的参数、传回的水的质量和土颗粒的重量计算不同粒径颗粒的总的分布规律、每个时间间隔内不同直径颗粒的流失比重及水的流失量；

所述振动筛分装置包括三个以上的振动筛箱、抽屉式支架和筛分振动台；所述三个以上的振动筛箱放置于抽屉式支架上，所述抽屉式支架放置于筛分振动台上，且所述抽屉式支架顶部设置有入水口；每个振动筛箱的侧面均设置有土颗粒出口，而内部均装有筛网，且所述筛网的边框与土颗粒出口相交接，同时所述振动筛箱从上到下按对应的筛网的网格从大到小依次设置，且最下一层振动筛箱的侧面底部设置有出水口；

所述集水装置包括压力传感器、集水箱，所述压力传感器设置于集水箱的内侧底部，而所述筛分振动台通过弹簧安装在集水箱上；

所述运输装置包括土颗粒运输通道、推子机构和小平台；所述土颗粒出口与土颗粒运输通道的入口端相连接，所述土颗粒运输通道的出口端与小平台的入口端相连接，所述推子机构用于将筛分装置筛分的土颗粒推送至称量装置进行称量；

所述称量装置包括颗粒收集箱、电子秤和平台支架；所述小平台的出口端与所述颗粒收集箱的一端相接，所述颗粒收集箱设置于所述电子秤上，所述电子秤设置于平台支架上；

所述采集运算装置包括控制器和电脑存储设备，所述控制器用于控制所述实验系统的运行，所述电脑存储设备用于存储、计算电子秤及压力传感器所传回的数据；所述电脑存储设备与所述控制器连接，所述控制器与电子秤连接，所述控制器还与筛分振动台、推子机构以及压力传感器相连。

优选的：筛分振动台振动的频率通过控制器进行控制，并可以将筛网网格直径参数及筛网数量输入到通过控制器连接的电脑存储设备，通过电脑存储设备将参数输入计算不同粒径颗粒的总的分布规律和每个时间间隔内不同直径颗粒的流失比重。

优选的：所述推子机构包括毛刷、滑轨、传动带、伺服电机、一对张紧轮、主动轮、从动轮一和从动轮二；所述滑轨沿筛网、土颗粒运输通道和小平台设置，所述主动轮固定在滑轨末端，从动轮一固定在滑轨起始端，从动轮二固定在土颗粒运输通道与小平台交接处的滑轨上，所述主动轮通过传动带与从动轮一和从动轮二传动连接，所述伺服电机通过联轴器与主动轮传动连接；所述毛刷与滑轨滑动连接，所述传动带的一端固定在一对张紧轮的其中一个上，所述传动带的另一端固定在一对张紧轮的另一个上；而所述张紧轮固定在毛刷上；从而实现毛刷从筛网到小平台出口端的往复运动；推子机构推送的频率通过控制器进行控制。