[发明专利]一种裂缝发展和优先流形成的试验装置

说明书

本发明涉及一种裂缝发展和优先流形成的试验装置,包括一个刚性的主体框架，所述框架的底部设有用于承载试验土样的承土试验缸，所述承土试验缸中设有三层以上的土水混合物，在两层土水混合物之间预埋水分、温度、孔隙水压传感器，各传感器与测试系统连接，所述框架上设有用于支撑拍照系统的拍照系统支撑框架,和用于支撑加热系统的加热系统支撑框架，所述加热系统支撑框架位于拍照系统支撑框架的上方。本发明将对优先流的研究由室外较为复杂转到室内模型试验，大大节约成本。能够对现场优先流的发展情况提供一定的指导作用。

技术领域

本发明属于模拟降雨强度和温度场双重效应下边坡的渗流特性和降雨-温度干湿循环下的优先流领域，具体的说，是涉及一种裂缝发展和优先流形成的试验装置。

背景技术

在诸多裂缝种类当中，干缩裂缝是最为常见的一种，其对农业有很大的影响，裂缝的大量开展不但会造成农田水分大量流失，而且还会导致农业用地强度急剧降低，从而在突发降雨被带走大量无机肥。 其次，无论是在农业还是在岩土工程领域，裂缝发展为优先流的形成和蔓延提供了条件，而优先流最大的危害在于形成的水分优先通道极大弱化了土体的内部结构性，最终在局部形成大面积的土体内部管涌、侵蚀等，还有可能造成流沙等较大的非工程以及工程事故。而在现阶段的室内试验中，尚未有在设定的温度下，裂缝产生和优先流探索先后进行的具体方案和技术。同时在现场工况中，也无法进行大面积的监测，更缺少相应的预防措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种裂缝发展和优先流形成的试验装置。

本发明通过下述方案实现：

一种裂缝发展和优先流形成的试验装置，包括一个刚性的主体框架，所述框架的底部设有用于承载试验土样的承土试验缸，所述承土试验缸中设有三层以上的土水混合物，在两层土水混合物之间预埋水分、温度、孔隙水压传感器，各传感器与测试系统连接，所述框架上设有用于支撑拍照系统的拍照系统支撑框架,和用于支撑加热系统的加热系统支撑框架，所述加热系统支撑框架位于拍照系统支撑框架的上方。

所述主体框架为杆状物围成的立方体结构，在立方体结构的四条竖直边框上均设有自上而下的调节孔，各竖直边上的调节孔在同样高度成组出现，通过在相同高度的调节孔设置支撑杆来对拍照系统支撑框架和加热系统支撑框架进行支撑和高度调节。

所述拍照系统支撑框架和加热系统支撑框架横跨在相同高度且相对设置的两根支撑杆上。

所述加热系统为加热灯，采用三根以上的线光源式加热灯，所述拍照系统为CCD工业相机。

本发明的有益效果为：

1.将对优先流的研究由室外较为复杂转到室内模型试验，大大节约成本。能够对现场优先流的发展情况提供一定的指导作用。

2.在对优先流的探索中，能够研究不同温度条件下其发展情况。同时，能够通过温度、水分等传感器对不同点的温度、水分等变化进行实时监测。

通过拍照装置，可以提取出试样裂缝的发展情况；并为有效合理地分析裂缝扩展与优先流发展情况之间的关系提供了实践基础。

附图说明

图1为本发明一种裂缝发展和优先流形成的试验装置的结构示意图；

图2为本发明的使用状态示意图；

图3为测得的不同土层深度处含水率随时间变化的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明：

实施例一：参见图1，图2。