[发明专利]一种模拟和观测粘性泥沙起动的试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种模拟和观测粘性泥沙起动的试验装置的试验方法，其特征在于，包括一种模拟和观测粘性泥沙起动的试验装置，试验装置包括环形水槽主体、底座、旋转动力和升降系统、流速测量系统、采样装置和图像观测系统，所述环形水槽主体置于底座上，所述旋转动力和升降系统固定在底座右侧，所述流速测量系统和采样装置固定在环形水槽主体外壁上，所述图像观测系统固定在底座的左侧；

所述环形水槽主体由有机玻璃材料制成，包括外壁、内壁和底板，外壁和内壁的圆心重合，固定在底板上；所述底板上均匀分布4个排水排沙孔；

所述旋转动力和升降系统包括电机、钢构件、旋转杆、可调固定夹、剪力环和支撑平台；所述电机放置在支撑平台上，电机下连旋转杆，旋转杆上安置上下可调固定夹，可调固定夹通过钢构件连接剪力环；所述支撑平台通过钢构件和固定平台连接，固定平台安置在底座上；

所述流速测量系统包括竖直固定杆、水平固定杆、可调固定夹以及流速仪；所述竖直固定杆安装在所述环形水槽外壁上，所述水平固定杆固定在竖直固定杆上，所述流速仪通过四向可调固定夹连接在水平固定杆上；

所述取样装置安置在环形水槽外壁上，包括取样管和控制阀；

所述图像观测系统包括微距镜头、高分辨率相机、传输线、计算机、三脚架、激光光源和激光光束，设置在环形水槽左侧；所述微距镜头安装在高分辨率相机上，所述高分辨率相机通过传输线连接在计算机上，下部安置三脚架固定在底座上；

方法包括以下步骤：

(1)将采集的泥沙样本置于水流流速较高的环形水槽内使其均匀分布，同时调节水体盐度、pH值以符合样本所处环境；

(2)调整流速测量系统的四向可调固定夹使流速仪位于0.6H处，H为水深，根据流速仪读数，通过电机控制水流流速至实际环境值，使粘性泥沙颗粒在环形槽内絮凝沉降；

(3)每间隔一定的时间，依次打开取样管的各个控制阀，分别进行取样，并测量水体浊度，待前后两次浊度变化不大时，认为粘性泥沙絮凝沉降达到平衡状态，停止剪力环的转动；

(4)根据试验需求，将环形槽水体静置一段时间后，打开激光光源形成激光光束照射淤积粘性泥沙表面，调节流速仪至粘性泥沙表面以上约3cm处；

(5)控制电机使水流流速逐渐增大，记录流速值，间隔固定时间打开取样管的各个控制阀进行取样，同时用高分辨率相机记录粘性泥沙床面泥沙运动过程，并将影像资料传输给计算机分析粘性泥沙起动时间和起动模式。