[发明专利]一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置及方法

说明书

一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置，包括设置在承重架上的水槽体，水槽体上分别设有进水口和出水口，水槽体的槽壁上设有刻度；水槽体上安装有带水平板体的固定架，水平板体上放置有可移动的电子天平，传力架通过放置在电子天平上表面的传力板安装于固定架上，传力架底部通过多根杆体与试样盒铰接，试样盒与水槽体不接触。本发明提供的一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置及方法，可以解决现有测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力无实验装置的问题，通过称量波浪冲刷造成土颗粒流失，建立颗粒土样流失质量和损失率与时间的关系，根据评价标准，测试和确定不同土体或软岩样品抵抗浪蚀的能力。

技术领域

本发明涉及水利和岩土实验领域，尤其是一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置及方法。

背景技术

我国有各类水库和湖泊近十万个、河流近五万条，两岸边坡的抗波浪侵蚀能力主要受内在因素与外在因素的影响。内在因素主要为岩土体的组成成分与土体的含水率、干密度、黏聚力c等物理力学指标。外在因素主要为库水波浪的波速、浪高、周期等。目前有一些学者尝试着开展了定性的现场实验，较好的反映了实际环境，但其实验变量难以控制、且耗时耗力、测量精度难以保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置及方法，可以解决现有测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力无实验装置的问题，结构简单，使用方便，自动采集电子天平的数据，确定颗粒流失质量与时间的关系，计算单位时间的质量损失率，确定不同土体或软岩样品抵抗浪蚀的能力。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种测试土体或软岩抵抗波浪侵蚀能力的装置，包括设置在承重架上的水槽体，水槽体上分别设有进水口和出水口，水槽体的槽壁上设有刻度；

水槽体上安装有带水平板体的固定架，水平板体上放置有可移动的电子天平，传力架通过放置在电子天平上表面的传力板安装于固定架上，传力架底部通过多根杆体与试样盒铰接，试样盒与水槽体不接触；

水槽体内安装有与试样盒相配合的造浪器；

电子天平通过数据线与数据采集模块连接。

造浪器为变频造浪器。

造浪器包括固定支架，固定支架上安装有电动螺旋浆，多个不同长度的螺旋浆叶片与电动螺旋浆相配合。

试样盒两侧的水槽体内各设有与试样盒相邻但不接触的护板。

试样盒为上表面敞开的楔体状盒体，其两侧壁为金属网侧壁。

一种采用装置测试土体或软岩抵抗波浪冲刷能力的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：关闭水槽体的出水口，打开水槽体的进水口，向水槽体内加水，直至初始平静水位与试样盒底面高度相当或略高；

步骤2：开启造浪器，等待一段时间直至产生的波浪稳定；

步骤3：测量水槽体内准备安装试样盒部位的水流速度，并根据水槽体上的刻度计算波浪高度；

步骤4：关闭造浪器，等待一段时间直至水面平静稳定；

步骤5：将装有土体或软岩样品的试样盒通过杆体和传力板一起挂在电子天平上，并缓慢放入水槽体内；

步骤6：开启电子天平，并将电子天平读数清零；

步骤7：开启数据采集模块按时间间隔采集和记录电子天平读数；

步骤8：开启造浪器，随着波浪的侵蚀，样品中的颗粒被水带走，质量减小，电子天平的读数随之变化；

步骤9：设置试验时间达到2小时后，关闭数据采集模块和造浪器，波浪侵蚀试验完成；