[发明专利]一种洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置，其特征在于：包括观测与监测组件、试验组件和循环供水组件，所述观测与监测组件位于试验组件的上侧用于监测试验组件的动态变化，所述循环供水组件用于向试验组件提供稳定水源，所述观测与监测组件包括位于试验组件左侧的底座，与底座固定连接且竖直设置的第一支杆，位于第一支杆顶部且与第一支杆垂直设置的第二支杆，所述第二支杆上依次设有第三支杆、第四支杆和第五支杆，所述第三支杆、第四支杆和第五支杆均与第一支杆平行设置且长度依次变短，所述第一支杆底部还设有第六支杆，第六支杆与第二支杆平行且位于第二支杆的下部，所述第三支杆下部设有第一摄像头，第四支杆下端设有秒表，第五支杆下部设有第二摄像头，第六支杆右端部设有第三摄像头；所述试验组件包括位于第二支杆下部的第一玻璃箱，位于第一玻璃箱右侧的第二玻璃箱，所述第一玻璃箱和第二玻璃箱之间设有一块竖直放置的塑料挡板，所述塑料挡板的高度与第一玻璃箱右侧壁高度以及第二玻璃箱左侧壁高度均相同，所述第一玻璃箱内部右侧还设有压实土坡，第一玻璃箱前壁上还贴有透明坐标纸，第一玻璃箱左侧底部设有一个透水孔，所述第二玻璃箱底部添有砾石；所述第一玻璃箱和第二玻璃箱均为上部开口的矩形玻璃箱，第一玻璃箱右侧壁的高度低于其他侧壁的高度，第二玻璃箱左侧壁的高度低于其他侧壁的高度，所述底座、第一玻璃箱、第二玻璃箱均位于同一平面内。

2.如权利要求1所述的洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置，其特征在于：所述循环供水组件包括位于第二玻璃箱右侧的第一储水箱，所述第一储水箱内设有第一水泵，第一水泵出水口与第一水管相连，所述第一水管的出水口位于第二玻璃箱内，所述第一水管上设有流量表和第一水阀，所述第一储水箱底部设有第二水管，第二水管的另一端设有第二水泵，第二水泵设于第二储水箱内，第二储水箱左侧壁设有第三水管，第三水管的进水口与第一玻璃箱底部的透水孔相连，所述第二水管和第三水管上分别设有第二水阀和第三水阀。

3.如权利要求2所述的洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置，其特征在于：所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头的拍摄方向分别是压实土坡的斜坡面、压实土坡的顶面和压实土坡的竖向剖面。

4.如权利要求3所述的洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置，其特征在于：所述的透明坐标纸的横纵坐标指示线的间距最小刻度为1.0mm，且横坐标应与压实土坡的顶面平行。

5.如权利要求1-4任一所述的洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）压实土坡的制备：在第一玻璃箱中制备压实土坡，压实土坡的模型尺寸与实际防护堤比例为1:20；

2）组装设备：将装有压实土坡的第一玻璃箱右侧竖直放置塑料挡板，塑料挡板右侧紧贴第二玻璃箱，第二玻璃箱底部铺满砾石，第一水管一端插入砾石中，第一水管的另一端依次连接流量表、第一水阀和第一水泵并接入第一储水箱，第一储水箱底部连接第二水管的一端，第二水管的另一端依次接入第二水阀和第二水泵并接入第二储水箱右侧，第二储水箱左侧接入第三水管的一端，第三水管的另一端依次接入第三水阀和透水孔并接入第一玻璃箱，底座放置在第一玻璃箱左侧，底座连接第一支杆并从下至上依次用连接接头连接第六支杆和第二支杆的一端，第六支杆的另一端连接第三摄像头，第二支杆的另一端从左至右用连接接头分别连接第三支杆、第四支杆和第五支杆的一端，第三支杆、第四支杆和第五支杆的另一端分别连接第一摄像头、秒表和第二摄像头，透明坐标纸紧密贴在第一玻璃箱的外部；

3）模拟漫堤试验：首先记录压实土坡在透明坐标纸上的坐标位置，将第一储水箱充满水，启动第一水泵抽水，使第一储水箱的水流入第一水管并注入第二玻璃箱底部，可通过观察流量表并适当调节第一水阀来控制水流速度，当第二玻璃箱的水面逐渐升高达到塑料挡板的最大高度时，开启第一摄像头、第二摄像头、与第三摄像记录冲刷与侵蚀过程，启动秒表记录时间，记录不同时间时的侵蚀坐标情况，当水落到第一储水箱底部时，开启第二水泵；当压实土坡被水流侵蚀出现明显破坏后，试验结束；

4）计算并分析侵蚀情况。

6.如权利要求5所述的洪水漫堤对防护堤侵蚀破坏的室内模拟试验装置的试验方法，其特征在于：所述第一玻璃箱的长、宽、高分别为3m、0.5m、1m；选用压实土坡的土质为粉质粘土或沙土中的至少一种。