The patent of the invention is a continuous testing device for the scouring rate of indoor piston dynamic soil sample. The soil sample is exposed to a relatively small flume with controllable conditions. The sleeve of the soil sample is placed vertically at the bottom of the flume. The flow velocity of the water in the flume is constant, which keeps the same speed of soil sample as that of soil sample eroded by water. Through a series of experiments on increasing velocity conditions, the scouring rate of soil samples under different velocity conditions can be obtained, and the corresponding velocity can be converted into corresponding shear stress, and then the relationship between the scouring rate of soil samples and flow velocity (or shear stress) can be obtained. The device can be used to explore the characteristics of soil erosion and its evolution law, so as to further explore the soil properties, erosion mechanism and soil-water interaction. Compared with the prior art, the present invention has the advantages of simple operation, small occupation area, and can test the soil erosion rate in the laboratory, providing technical support for erosion research, prediction and design.
【技术实现步骤摘要】
一种室内活塞式动土样冲刷速率的连续测试装置
本专利技术涉及一种室内活塞式动土样冲刷速率的连续测试装置,其特点是通过量测顶升过程中土样的介于冲刷发生和未发生之间的临界剪应力所对应的冲刷速率,得到土体的冲刷特性和动态演化规律进行研究果。
技术介绍
桥梁工程在现代社会经济中扮演着越来越重要的作用,特别是随着我国经济的飞速发展,越来越多的跨江、海桥梁正在如火如荼地建设中。但是涉水桥梁的水毁问题也不容忽视,特别是近年来我国的桥梁跨度越来越大,基础型式越来越复杂,所处的自然环境越来越严苛,冲刷作用十分明显,造成桥梁水毁的可能性也越来越大,不容忽视。因此,如何更好地解决桥梁的局部冲刷问题也成为实际工程中不得不面临的一项重大任务。而根据现有研究表明,冲刷侵蚀过程与河床材料的性质密切相关,一般而言,砂土的冲刷形式主要为颗粒的侵蚀,而黏土的冲刷除此之外还包含黏土块体的侵蚀。土体由于压缩或拉伸形成了许多微裂隙,特别是桥梁基础周围,由于水流漩涡和加速流体的作用,更容易使得土体发生侵蚀破坏。对于河床材料为级配良好的粉土和黏土,河床材料的粘聚力主要影响了达到最大冲刷深度所需要的时间,黏性河床达到最大冲刷深度要比砂性河床慢得多。冲刷速率对于考虑黏性土冲刷过程与时间的相关性,研究桥梁在服役期内多次洪水冲刷作用的影响具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是通过量测顶升过程中土样的介于冲刷发生和未发生之间的存在的临界剪应力所对应的冲刷速率,得到土体的冲刷特性和动态演化规律进行研究。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种室内活塞式动土样冲刷速率的连续测试装置,其特征在于,该装置 ...
【技术保护点】
1.一种室内活塞式动土样冲刷速率的连续测试装置,其特征在于,该装置包括造流设备,水循环装置,活塞式装置,和数据监控与采集装置;所述的造流设备为造流与造波机,设备固定于水槽起始位置,在试验过程中产生恒定水流或固定参数的波浪,通过调节造流与造波机可以控制输出流体的水力参数,通过测定土样单位时间内的顶升量得到连续流速条件下的土体冲刷速率;所述的水循环装置为小型波流水槽,造流与造波机产生的水流将在此部分形成一完整回路,造流与造波机后部设有消能网,以消除直立壁产生的波流反射,末端放置消能滩和滤网装置,通过降低流速和使用滤网实现泥沙的回收,以保证循环水的纯净;所述的活塞式装置中土样暴露在一个条件可控的相对较小的水槽的水流中,装土样的套筒垂直于水槽安置在水槽底部;所述的数据监控与采集装置,即能实时测量数据变化情况,也能同步记录数据;包括数据监控装置和采集装置两部分;其中,所述数据监控装置主要包括流速测定仪7和激光位移计8,所述流速测定仪7安装在消能网9和试验土样3之间;激光位移计8对准土样中心安装,负责测量仪器到土样之间的距离,根据其变化情况可得到土体冲刷速率;所述采集装置同步记录流速测定仪和激光位 ...
【技术特征摘要】
1.一种室内活塞式动土样冲刷速率的连续测试装置,其特征在于,该装置包括造流设备,水循环装置,活塞式装置,和数据监控与采集装置;所述的造流设备为造流与造波机,设备固定于水槽起始位置,在试验过程中产生恒定水流或固定参数的波浪,通过调节造流与造波机可以控制输出流体的水力参数,通过测定土样单位时间内的顶升量得到连续流速条件下的土体冲刷速率;所述的水循环装置为小型波流水槽,造流与造波机产生的水流将在此部分形成一完整回路,造流与造波机后部设有消能网,以消除直立壁产生的波流反射,末端放置消能滩和滤网装置,通过降低流速和使用滤网实现泥沙的回收,以保证循环水的纯净;所述的活塞式装置中土样暴露在一个条件可控的相对较小的水槽的水流中,装土样的套筒垂直于水槽安置在水槽底部;所述的数据监控与采集装置,即能实时测量数据变化情况,也能同步记录数据;包括数据监控装置和采集装置两部分;其中,所述数据监控装置主要包括流速测定仪7和激光位移计...
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