[实用新型]一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置

说明书

技术领域

本实用新型隶属于岩土工程技术领域，具体涉及一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置。

背景技术

土壤的溅蚀是土侵蚀的重要形式和组成部分，是指由于降雨雨滴打击土壤表层，导致土壤颗粒分散和迁移的一种侵蚀过程。其是土壤侵蚀过程的前期阶段和关键环节，并影响着边坡稳定。

雨滴溅蚀的过程同时是一个能量转化的过程：地表未产生径流时，具有动能的雨滴打击地表，一部分能量被土壤颗粒吸收，转化为热能。而未被吸收的“过剩”能量破坏了土壤结构，甚至转化为土粒势能，使一部分土粒跃移。由于重力的作用，这些被溅起的土粒重新落到地表，成为“孤立”的土粒。随着雨滴的不断打击，这种溅起土粒的过程不断进行。当地表产生径流后，雨滴直接作用的对象则由土壤转变为“水层”。即雨滴首先与水层发生碰撞，一部分能量被水层吸收发热，而“剩余”的能量再次与土壤碰撞，该剩余的能量一部分被土壤颗粒吸收，另一部分则用于破坏土壤结构。但此时这种“二次剩余”能量较小，产生的溅蚀就较小。

虽雨滴直径一般不超过6mm，但是长时间集中暴雨所集聚的能量仍是不可小觑，因此其强度受降雨影响显著。现阶段，雨滴的溅蚀量一般用溅蚀盘或溅蚀杯法测得。溅蚀量影响因素大致可分为两类：一是动能因素，与雨滴大小、降落速度有关；二是地表因素，与土壤类别、土壤表层密度、植被条件等有关。国内外学者，针对上述影响因素做了大量试验，但是大多只研究了溅蚀量的变化，土壤的溅蚀破坏情况却没有进一步研究。因此，研究土壤在溅蚀过程中其表面的破坏状况对于细粒土的耐溅蚀能力研究意义重大。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述缺陷，为了确定细粒土在雨水作用下的破坏情况，评价细粒土的耐溅蚀性能，提出一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置，包括供水系统，还包括主体管构、雨滴控制系统和测量系统，

供水系统包括水容器，水容器通过橡皮软管与主体管构的上端连通，橡皮软管上设置有止水夹，

主体管构的上端设置有溢水管，溢水管下方设置有溢水接收瓶，

雨滴控制系统包括设置在主体管构上的调节阀、设置在主体管构下端的滴水器以及设置在滴水器的滴水口的止水套，

测量系统包括设置在试验环境箱的顶部内壁的摄像头以及位于试验环境箱内的测试土样的上方的激光测距仪。

如上所述的主体管构包括第一垂直管段、水平管段和第二垂直管段，第一垂直管段的底端与水平管段的一端连通，水平管端的另一端与第二垂直管段的顶端连通，第一垂直管段的顶端通过橡皮软管与水容器连通，溢水管设置在第一垂直管段的上部，调节阀设置在水平管段上，滴水器设置在第二垂直管段的底端。

如上所述的第一垂直管段、水平管段和第二垂直管段均为管径为25mm的 PVC管，水容器的容积为4L，滴水器的滴水口径为10ml，试验环境箱为板厚 3mm的透明亚力克板，试验环境箱的高×宽×长为1200cm×40cm×40cm。

主体管构主要为保证试验过程中管道的水压保持稳定，雨滴控制系统主要为控制单位时间内水滴的滴落滴数，测量系统主要为测量细粒土表面在水滴作用下产生溅蚀坑的深度及面积，试验环境箱主要为消除环境因素对试验造成的干扰。

当水流漫过至溢水管时，水将从溢水管流出以保持管道内水压稳定。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

创新性的提出了以土壤表面破坏状况，来评价细粒土的耐溅蚀行，弥补了现有土壤溅蚀试验，仅针对溅蚀量的变化进行评价的现状。不仅考虑了细粒土在水滴溅蚀过程中，溅蚀坑的深度随时间的变化趋势，同时还考虑了溅蚀坑的孔径大小随时间的变化情况。从多方面评价了细粒土在水滴的滴落过程中其表面形貌的破坏情况，为评估其耐降雨侵蚀性能提供一种切实有效的评价装置和方法。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为试验环境箱内部结构示意图。

图中：1-供水系统；1a-水容器；1b-止水夹；1c-橡皮软管；2-主体管构；2a- 溢水管；3-雨滴控制系统；3a-调节阀；3b-止水套；3c-滴水器；4a-激光测距仪；4b-摄像头；5-试验环境箱；6-测试土样；7-溢水接收瓶。

具体实施方式

为了清晰说明本实用新型的目的、技术方案及其优点，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细介绍。这里所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1