一种滴蚀作用模拟装置及其损伤评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种滴蚀作用模拟装置及其损伤评价方法。该模拟装置由雨滴生成系统、支撑系统、样品台和收集杯组成；其中，雨滴生成系统由贮水器、连接头、滴液管组成；支撑系统由贮水器托盘、支撑杆、支撑杆底座和升降托板组成；该损伤评价方法包括部件组装、设定雨滴动能、设定降雨强度、滴蚀实验、滴蚀损伤评价五个步骤。本发明专利技术不仅组装方便、操作简单，而且能够集成降雨强度、雨滴动能及pH的共同影响来快速、方便、有效地模拟不同降雨情况下的滴蚀作用及滴蚀损伤评价。

【技术实现步骤摘要】
一种滴蚀作用模拟装置及其损伤评价方法
：本专利技术属于水土保持及工程材料
，特别是涉及一种滴蚀作用模拟装置及其损伤评价方法。
技术介绍
：降雨是一种常见的自然现象。不同的降雨强度、雨滴动能及pH会对自然岩土体及室外工程表面产生不同程度的滴蚀损伤。较为常见的如：雨水滴落导致土体表面溅蚀破坏，造成水土流失；酸雨导致混凝土、装饰石材、文物古迹及金属等材料表面酸蚀。现有针对雨水滴蚀方面的研究，主要集中在两方面：一是基于雨滴溅蚀引起土体结构破坏，研究土壤在经受雨滴击溅后的溅蚀距离、溅蚀量及颗粒尺寸分布；二是酸雨对室外工程表面酸蚀程度研究。对于雨滴溅蚀，常用的测定装置为溅蚀盘或溅蚀环，重点在于溅蚀损伤后土体粒径的分析；对于雨滴酸蚀，没有专门的滴蚀装置，研究重点在于酸蚀后材料表面的定性或定量评价。以上均没有突出降雨强度及雨滴动能变化所引起的滴蚀损伤加速及统一的损伤定量评价方法。
技术实现思路
：为克服现有技术的不足及评价体系的缺失，专利技术了一种滴蚀作用模拟装置及其损伤评价方法。本专利技术不仅组装方便、操作简单，而且能够集成降雨强度、雨滴动能及pH的共同影响来快速、方便、有效地模拟不同降雨情况下的滴蚀作用及滴蚀损伤评价。一、本专利技术提出的一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于由雨滴生成系统、支撑系统、样品台和收集杯组成。其中：(1)雨滴生成系统雨滴生成系统由贮水器、连接头、滴液管组成；其中：连接头为橡胶塞中心内嵌直角弯管组成的整体，用于连接贮水器与滴液管；内嵌直角弯管的水平边插入橡胶塞内，竖直边连接滴液管上部接口，滴液管上部接口用密封圈密封，防止漏水；直角弯管内径与滴液管上部接口的外径相同；滴液管由聚四氟乙烯材料制作，其上设有开关，用于控制雨滴滴落频率；开关上沿圆周方向标有刻度，代表一分钟内滴落雨滴的总量，用于设定降雨强度。(2)支撑系统支撑系统由贮水器托盘、支撑杆、支撑杆底座和升降托板组成；其中：贮水器托盘为铁盘与带内螺纹的连接块焊接成的整体；支撑杆底座为钢板与带内螺纹的连接块焊接成的整体；支撑杆为空心钢管，其外表面从上至下分为上部外螺纹段、光滑段、下部外螺纹段，上部外螺纹段用于与贮水器托盘连接，光滑段方便握持，下部外螺纹段用于升降托板固定及连接底座；升降托板一侧有直径与支撑杆外径相同的圆孔，用于连接支撑杆，并通过上下六角螺母旋紧固定在支撑杆上；通过改变升降托板在支撑杆下部的固定位置来调节雨滴滴落到试样上的高度，用以模拟不同的雨滴动能。(3)样品台采用耐高温、轻型材料制作，为中部设有隔断的上下空心圆柱体，上部空间用于盛装试样，下部空心设计用于减轻样品台重量；样品台置于收集杯内，收集杯用于收集因滴蚀而散落的试样及雨滴；样品台及收集杯置于升降托板上。二、本专利技术提出的一种滴蚀作用模拟装置的滴蚀损伤评价方法，其特征在于包括以下步骤：(1)部件组装：从支撑杆下部依次将六角螺母、升降托板、六角螺母安装固定在支撑杆上；将支撑杆与支撑杆底座连接；将支撑杆与贮水器托盘连接；连接头的橡胶塞与贮水器出口紧密连接，防止漏水；滴液管与直角弯管紧密连接；(2)设定雨滴动能：在支撑杆下部外螺纹段移动六角螺母及升降托板的位置，调节升降托板至设定高度，拧紧六角螺母以固定升降托板；滴液管的开关旋至全开状态，让水通过以排除管路内空气；滴液管开关旋至全闭状态；(3)设定降雨强度：根据设定的降雨强度确定雨滴滴落频率，对应于滴液管开关上的指定刻度；(4)滴蚀实验：实验前，样品台称重，记为G0；试样烘干称重，记为G；将试样置于样品台上，根据设定的降雨强度旋转滴液管开关，使指定刻度对准滴液管上的参照线，并开始计时；(5)滴蚀损伤评价：滴蚀实验达到设定时间时，将滴液管开关旋至全闭状态；将样品台及剩余试样烘干，称量样品台及剩余试样重量，记为G′。通过以下公式计算滴蚀损伤。K＝|G+G0-G′|/GK值越小，则试样的稳定性越高。三、本专利技术的显著优点在于：(1)测试装置结构简单，各部件间组装、拆卸方便，试验结束后可分拆各部件，占用空间少；(2)实现降雨强度、雨滴动能及pH三因素叠加，能模拟多种降雨情况及降雨性质下的滴蚀损伤；(3)采用统一量化指标评价滴蚀损伤，可作为水土流失预防工程或工程材料改良的技术参考。附图说明：图1为本专利技术的一种滴蚀作用模拟装置整体结构示意图；图2为本专利技术的支撑系统剖面图；图3为本专利技术的滴液管结构示意图；图4为本专利技术的样品台剖面图；图中各标记分别为：1、贮水器，2、橡胶塞，3、直角弯管，4、滴液管，5、滴液管开关，6、贮水器托盘，7、支撑杆，8、支撑杆底座，9、六角螺母，10、升降托板，11、样品台，12、收集杯，13、外螺纹，14、试样，15、刻度，16、密封圈，17、参照线。具体实施方式：以下结合附图和实施例对本专利技术具体实施方式作进一步详细描述。实施例1：本专利技术提出的一种滴蚀作用模拟装置，由雨滴生成系统、支撑系统、样品台(11)和收集杯(12)组成。雨滴生成系统由贮水器(1)、橡胶塞(2)、直角弯管(3)、滴液管(4)组成；支撑系统由贮水器托盘(6)、支撑杆(7)、支撑杆底座(8)和升降托板(10)组成；其中：橡胶塞(2)中心内嵌直角弯管(3)组成连接头，用于连接贮水器(1)与滴液管(4)；内嵌直角弯管(3)的水平边插入橡胶塞(2)内，竖直边连接滴液管(4)上部接口，滴液管(4)上部接口用密封圈(16)密封，防止漏水；直角弯管(3)内径与滴液管(4)上部接口的外径相同；滴液管(4)上设有开关(5)，用于控制雨滴滴落频率；滴液管开关(5)上沿圆周方向标有刻度(15)，代表一分钟内滴落雨滴的总量，用于设定降雨强度；贮水器托盘(6)为铁盘与带内螺纹的连接块焊接成的整体；支撑杆底座(8)为钢板与带内螺纹的连接块焊接成的整体；支撑杆(7)为空心钢管，其外表面从上至下分为上部外螺纹段、光滑段、下部外螺纹段(13)，上部外螺纹段与贮水器托盘(6)连接，光滑段方便握持，下部外螺纹段(13)一方面通过六角螺母(9)固定升降托板(10)，另一方面连接支撑杆底座(8)；通过改变升降托板(10)在支撑杆下部螺纹的固定位置来调节雨滴滴落到试样(14)上的高度，用以模拟不同的雨滴动能；样品台(11)上部空间用于盛装试样(14)，下部空心设计用于减轻样品台重量；样品台(11)置于收集杯(12)内；收集杯(12)用于收集因滴蚀而散落的试样及雨滴；样品台(11)及收集杯(12)置于升降托板(10)上。实施例2：本专利技术提出的一种滴蚀作用损伤评价方法，其特征在于包括以下步骤：1.部件组装：从支撑杆(7)下部依次将六角螺母(9)、升降托板(10)、六角螺母(9)安装固定在支撑杆(7)上；通过支撑杆下部外螺纹(13)将支撑杆(7)与支撑杆底座(8)连接；通过支撑杆上部外螺纹将支撑杆(7)与贮水器托盘(6)连接；橡胶塞(2)与贮水器(1)出口紧密连接，防止漏水；滴液管(4)与直角弯管(3)紧密连接；2.设定雨滴动能：在支撑杆下部外螺纹段移动六角螺母(9)及升降托板(10)位置，调节升降托板(10)至设定高度，拧紧六角螺母(9)以固定升降托板(10)；滴液管开关(5)旋至全开状态，让水通过以排除管路内空气；滴液管开关(5)旋至全闭状态；3.设定降雨强度：根据设定的降雨强度确定雨滴滴落频率，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于由雨滴生成系统、支撑系统、样品台和收集杯组成；雨滴生成系统由贮水器、连接头、滴液管组成；支撑系统由贮水器托盘、支撑杆、支撑杆底座和升降托板组成；其中：所述连接头一端与贮水器出水口连接，一端与滴液管连接；所述贮水器托盘与支撑杆上部连接；所述升降托板固定于支撑杆下部；所述支撑杆底座与支撑杆下部连接；所述样品台置于收集杯内，并共同置于升降托板上。

【技术特征摘要】
1.一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于由雨滴生成系统、支撑系统、样品台和收集杯组成；雨滴生成系统由贮水器、连接头、滴液管组成；支撑系统由贮水器托盘、支撑杆、支撑杆底座和升降托板组成；其中：所述连接头一端与贮水器出水口连接，一端与滴液管连接；所述贮水器托盘与支撑杆上部连接；所述升降托板固定于支撑杆下部；所述支撑杆底座与支撑杆下部连接；所述样品台置于收集杯内，并共同置于升降托板上。2.根据权利要求1所述的一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于：所述的滴液管由耐酸碱的聚四氟乙烯材料制作；其上设有开关，用于控制雨滴滴落频率；开关上沿圆周方向标有刻度，代表一分钟内滴落雨滴的总量，用于设定降雨强度。3.根据权利要求1所述的一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于：所述的贮水器托盘为铁盘与带内螺纹的连接块焊接成的整体。4.根据权利要求1所述的一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于：所述的支撑杆底座为钢板与带内螺纹的连接块焊接成的整体。5.根据权利要求1所述的一种滴蚀作用模拟装置，其特征在于：所述的支撑杆为空心钢管；其外表面从上至下分为上部外螺纹段、光滑段、下部外螺纹段，上部外螺纹段用于与贮水器托盘连接，光滑段方便握持，下部外螺纹段用于升降托板固定及连接底座。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周翠英，赵珊珊，刘镇，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44