[实用新型]一种考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置

说明书

本实用新型公开了一种考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置，包括制样装置、GDS标准体积控制器、饱和装置、孔压计、CCD相机、无影灯、数据采集及存储设备和渗流侵蚀薄板主体；渗流侵蚀薄板主体的结构是：包括上盖板、下板和环形透水石，上盖板和下板均为有机玻璃；上盖板的中心处设有进出砂孔，上盖板的底面设有环形凹槽，下板的上面设有透水石槽，环形透水石嵌装在透水石槽内；上盖板和所述下板之间设有密封圈；透水石槽的底部为环形储水槽，储水槽的底部设有多个透气孔；进出砂孔、所述透气孔均配有封堵。将本实用新型用于研究地下结构物在有渗漏点时，结构外水土流失的启动发展及形成渗流通道的过程与机理。既可以研究水流驱动颗粒的启动机理，又可以反映结构外侧在渗流作用下砂土流失形成管道的规律，具有科研意义。

技术领域

本实用新型涉及水利及岩土工程试验技术领域，特别涉及一种渗流侵蚀试验装置。

背景技术

水利及地下工程中，由渗流引起的地下结构工程事故频繁发生。“侵蚀”作为大坝、隧道等结构物外侧常出现的土体侵蚀灾害形式，一般由下游处某点渗漏引发，沿着结构物与下部砂层交界面，逆着水流流线的方向逐渐向上游发展，形成侵蚀管道甚至大面积空洞，若处理不当，将形成灾害，造成巨大的环境影响和经济损失。迄今为止，业内仅有基于赫尔-肖氏理论的单纯流体的层流试验，主要用于流体力学教学工作。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提出一种考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置，该装置可以模拟地下结构表面由水利驱动颗粒运动过程，利用该装置可以进行考虑均匀密实粉砂颗粒在水动力作用下驱动颗粒运动引起粉砂侵蚀启动、发展的试验，主要适用于地下结构表面侵蚀启动、发展规律的试验研究。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置，包括制样装置、GDS标准体积控制器、饱和装置、孔压计、CCD相机、无影灯、数据采集及存储设备和渗流侵蚀薄板主体；所述渗流侵蚀薄板主体的结构是：包括上盖板、下板和环形透水石，所述上盖板和下板均为有机玻璃；所述上盖板的中心处设有进出砂孔，所述上盖板的底面设有环形凹槽，所述下板的上面设有透水石槽，所述环形透水石嵌装在所述透水石槽内，所述环形透水石的高度大于所述上盖板底面透水石槽和所述下板上面透水石槽的高度之和，从而在上盖板与所述下板之间形成用于填充砂样的腔室；所述上盖板和所述下板之间设有密封圈；所述透水石槽的底部为环形储水槽，所述储水槽的底部设有多个透气孔；所述进出砂孔、所述透气孔均配有封堵。

进一步讲，本实用新型所述的考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置，其中，所述上盖板和所述下板上沿周向均匀布置有六个螺栓连接孔，并配有相同数量的连接螺栓。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的二维平面渗流试验装置可以模拟地下结构表面由水利驱动颗粒的运动，是合理、稳定的岩土工程渗流侵蚀试验研究装置，使科研手段更为精确。本实用新型提出的考虑水土耦合流动的二维平面渗流试验装置是以赫尔-肖氏原理为基础实现的渗流侵蚀试验，用于研究地下结构物在有渗漏点时，结构外水土流失的启动发展及形成渗流通道的过程与机理。既可以研究水流驱动颗粒的启动机理，又可以反映结构外侧在渗流作用下砂土流失形成管道的规律，具有科研意义。

附图说明

图1为本实用新型二维平面渗流试验装置饱和过程的布局示意图；

图2为本实用新型二维平面渗流试验装置试验过程的布局示意图；

图3-1为本实用新型中渗流侵蚀薄板主体结构示意图；

图3-2是图3-1的局部剖视图。

图中：