用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置,其中入渗水槽通过连接件与沙槽相连，连接件上的凹槽内插放定有入渗隔板，入渗隔板表面包裹第一防渗幕布；出渗水槽通过连接件与沙槽相连，连接件上的凹槽内插放有出渗隔板，出渗隔板表面包裹第二防渗幕布，沙槽上部通过防水胶覆盖顶部盖板，沙槽两端通过防水胶与入渗隔板和出渗隔板相连，沙槽侧壁设置多个测压管，整体结构下面设置有支承结构。本发明专利技术的有益效果：结构简单、可操作性强，可模拟承压水稳定非稳定渗流过程和承压水完整井和非完整井抽水渗流过程，对研究承压水中渗流特性、渗流稳定分析等具有重要作用，为相关专业领域的很多问题的实验研究提供很好的实验装置方案。

Water circulating sand tank test device for confined water seepage model

The invention provides a water circulation sand tank test device confined water seepage model, the infiltration tank connected by and sand tank, connecting grooves on interpolation stationary infiltration partition, infiltration seepage curtain wrapped on the surface of the first partition; leakage sink connected by sand and groove, groove connecting piece the inserted leakage partition, leakage barrier coated second impervious curtain, the upper sand tank by waterproof adhesive covering the top cover plate, two ends of the waterproof glue sand tank and infiltration and seepage partition partition connected sand tank side wall is provided with a plurality of piezometric tube, has set the overall structure of the supporting structure. The invention has the advantages of simple structure, strong operability, can simulate the steady unsteady seepage process of confined water and confined water well and nonholonomic wells pumping seepage process, plays an important role in the study of confined water seepage, seepage stability analysis, provide good experimental schemes for the experimental study of many related problems in the field of professional.

【技术实现步骤摘要】
用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置
本专利技术关于岩土工程、水文地质工程和水利工程实验装置领域，尤其涉及用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置。
技术介绍
渗流是水流在岩土空隙中的流动，渗流理论在水利、土建、给水排水、环境保护、地质、石油、化工等许多领域都有广泛的应用。沙槽模型试验是研究渗流过程的一种基本方法。对现有的渗流的研究虽有不少成果，但大多针对潜水层的渗流研究。对潜水层渗流的沙槽模拟，可研究稳定、非稳定条件下，土坝渗流、井渗流等工程问题。承压水作为地下水的一种贮存形态，常埋设于潜水层以下，其渗流过程有其特殊性。在深基坑工程、深部矿产开采工程中需深入了解承压含水层的渗流过程，但目前对于承压水渗流的研究有待进一步加强。对于渗流沙槽模型试验，渗透水压力的测量是实验的一个主要工作。目前沙槽实验常用的水压力测量方法很多，且侧重点、使用条件及测量范围各不相同。主要有：测压管法(多用于稳定渗流)和埋置孔隙水压力计法(多用于非稳定渗流)等。对于流量的测量可用流量计读出。温度计可直接用于测量实验水温。在沙槽上设置导轨并装两侧沉降量的千分表可观测土体沉降。因上述测量手段和技术的成熟，所以本专利技术可以借助上述测量手段和成熟技术，以更好地发挥其实验研究作用。
技术实现思路
本专利技术针对现有实验研究中存在的不足和现今技术的发展，提供了一种用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，用于研究承压水的渗流特性。承压含水层不同于潜水层，其上部有隔水顶板，下部有隔水底板，且水层水头高于隔水顶板。其渗流过程和渗透压力与潜水层有较大区别。承压含水层水压大，其内渗流流速快，渗流梯度较大。其内的水流运动，对土颗粒作用力大，土颗粒运移可能性增加，管涌和流土风险大，进而增加表层地面沉降风险，在基坑降水工程和深部矿产开发过程中，透水流砂风险增加。承压含水层渗流的这些特有的运动特征和潜在的工程风险，使得对于承压水渗流成为科学研究的重点问题，而对于承压水渗流模型试验装置的开发和改进为科学研究提供重要的支撑条件。本专利技术用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置可用于研究承压水中渗流特性、渗流稳定分析等，为相关专业领域的很多问题的实验研究提供很好的实验装置方案。本专利技术使得实验研究更为方便、精确且更能反映实际情况。同时实验工作对于数模计算起到了很好的验证及对比作用。本专利技术可做的实验包括：(1)稳定渗流实验，研究常水头条件下，承压水层渗流特性及渗流稳定性问题；(2)非稳定渗流实验，研究水头下降条件下，承压水层渗流特性及渗流稳定性问题；(3)研究不同渗流边界，包括内在水流泥沙条件及外在边界条件以及渗流防护工程措施等，对上述两种实验的渗流场变化规律的影响。本专利技术通过如下技术方案予以实现。用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，包括入渗水槽、沙槽、出渗水槽、测压管、支承结构，其特征在于，所述入渗水槽通过连接件与所述沙槽相连，所述第一连接件上设置有的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述入渗隔板，所述入渗隔板表面包裹第一防渗幕布；所述出渗水槽通过连接件与所述沙槽相连，所述第二连接件上设置的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述出渗隔板，所述出渗隔板表面包裹第二防渗幕布，所述沙槽上部通过防水胶覆盖顶部盖板，所述沙槽两端通过防水胶与所述入渗隔板和所述出渗隔板相连，所述沙槽侧壁设置多个测压管，所述入渗水槽、所述沙槽、出渗水槽所述下面设置有支承结构。优选地，所述连接件通过防水胶与所述入渗水槽和所述沙槽相连，所述连接件通过防水胶与所述出渗水槽和所述沙槽相连；所述入渗水槽内有入流口和溢流口，所述溢流口和所述入流口通过溢流水管和入流水管与水箱相连，所述溢流水管设有第一阀门和第二阀门，所述入流水管上还设置水泵，所述水泵设置在所述第二阀门上端；所述出渗水槽中设有出流口，所述出流口通过出流水管与所述水箱相连，所述出流水管上设有第三阀门。所述出渗水槽中还设置抽水管，所述抽水管与所述水箱相连，所述抽水管尾端设置抽水泵。优选地，所述溢流口和所述出流口所述采用可调节高度结构，所述可调节高度结构包括多段管段，多段管段通过螺纹结构连接；所述溢流口可根据试验需求的承压高度设置溢流口高度，所述溢流口通过连接管段个不同数调节高度；所述出流口可根据试验需求的出流水头高度设置出流口高度，所述出流口通过连接管段个不同数调节高度。优选地，所述入渗隔板和所述出渗隔板上部开有圆孔。优选地，所述沙槽侧壁设置多个测压管安装口，根据用户需要可设置测压管安装口位置、间距和数量，所述测压管通过所述测压管安装口与所述沙槽连接固定。优选地，在所述沙槽上可根据用户要求设置若干压力传感器(24)实现瞬态孔隙水压力的精准测量。优选地，所述入渗水槽、所述沙槽、所述出渗水槽、所述测压管设置刻度标识，用于读取记录数据。优选地，所述入渗水槽、所述沙槽、所述出渗水槽采用有机玻璃材料，厚度-mm满足实验水流及泥沙承重与稳定性的要求；所述支承结构采用铸铁材料，其强度和厚度满足装置最大承载力要求；所述水箱采用铸铁材料，所述水箱壁厚为2.5-3.5mm，所述水箱的内部及外部涂有保护层，所述保护层为工业用漆或镀锌层；所述水管和所述抽水管采用铸铁材料，所述水管和所述抽水管的管径为3-5cm满足最大流量要求，所述水管和所述抽水管的管壁厚度为1.8-2.2mm以满足承载力要求；所述测压管采用玻璃或有机玻璃材料，所述测压管的管径为2-4mm满足最大流量要求，所述测压管的管壁厚度为1.8-2.2mm其高度满足最大水头高度要求。优选地，所述入渗隔板和所述出渗隔板采用有机玻璃材料，所述入渗隔板和所述出渗隔板开孔部分高度为10-45cm，根据试验所需入渗面和出渗面高度调整，所述入渗隔板和所述出渗隔板的开孔率为0.3-0.7,所述圆孔孔径为2-10mm；所述第一防渗幕布和所述第二防渗幕布为防渗土工膜，所述第一防渗幕布和所述第二防渗幕布孔径大小为0.08-0-0.12mm和开孔率为0.4-0.6。优选地，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门为转阀门或电磁阀。本专利技术的有益效果是：(1)结构简单、制作加工方便、可操作性强，测量装置自带水循环系统，解决了从水库抽水的困难，节约用水；(2)测量范围大，结构调节方便，部分组件可以拆卸，溢流口高度可以调节，出流口高度可以调节，上部盖板与隔板之间的防水胶可以去除后更换不同开孔率和开孔高度的隔板模拟不同入渗和出渗边界条件；(3)用途广泛，不仅可用于稳定渗流的研究，还可用于非稳定渗流的研究；在拆除防渗幕布后还可以进行稳定和非稳定渗流条件下的渗流稳定性问题；也可设置边界条件模拟不同防护结构条件下的渗流问题；可模拟坝体渗流和抽水井渗流等各种情况。附图说明图1为本专利技术实验装置的整体结构正视图；图2为本专利技术实验装置的整体结构左视图；图3为本专利技术实验装置溢流口和出流口的结构示意图；图4为本专利技术实验装置的抽水试验结构示意图；图5为本专利技术实验装置的入渗水槽、出渗水槽和沙槽的连接示意图；图6为本专利技术的入渗隔板和出渗隔板结构示意图。附图：1、溢流口，2、入渗隔板，3、第一防渗幕布，4、入流口，5、第一阀门，6、第二阀门，7、水泵，8、水箱，9、第三阀门，10、支承结构，11、出流口，12、出渗隔板，13、第二防渗幕布，14、顶部盖板，15、入渗水槽，16、出渗水槽，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，包括入渗水槽(15)、沙槽(17)、出渗水槽(16)、测压管(18)、支承结构(10)，其特征在于，所述入渗水槽(15)通过第一连接件(21)与所述沙槽(17)相连，所述连接件(21)上设置有的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述入渗隔板(2)，所述入渗隔板(2)表面包裹第一防渗幕布(3)；所述出渗水槽(16)通过第二连接件(22)与所述沙槽(17)相连，所述连接件(22)上设置的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述出渗隔板(12)，所述出渗隔板(12)表面包裹第二防渗幕布(13)，所述沙槽(17)上部通过防水胶覆盖顶部盖板(14)，所述沙槽(17)两端通过防水胶与所述入渗隔板(2)和所述出渗隔板(12)相连，所述沙槽(17)侧壁设置多个测压管(18)，所述入渗水槽(15)、所述沙槽(17)、出渗水槽所述(16)下面设置有支承结构(10)。

【技术特征摘要】
1.用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，包括入渗水槽(15)、沙槽(17)、出渗水槽(16)、测压管(18)、支承结构(10)，其特征在于，所述入渗水槽(15)通过第一连接件(21)与所述沙槽(17)相连，所述连接件(21)上设置有的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述入渗隔板(2)，所述入渗隔板(2)表面包裹第一防渗幕布(3)；所述出渗水槽(16)通过第二连接件(22)与所述沙槽(17)相连，所述连接件(22)上设置的凹槽，所述凹槽内插放固定有所述出渗隔板(12)，所述出渗隔板(12)表面包裹第二防渗幕布(13)，所述沙槽(17)上部通过防水胶覆盖顶部盖板(14)，所述沙槽(17)两端通过防水胶与所述入渗隔板(2)和所述出渗隔板(12)相连，所述沙槽(17)侧壁设置多个测压管(18)，所述入渗水槽(15)、所述沙槽(17)、出渗水槽所述(16)下面设置有支承结构(10)。2.根据权利要求1的用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，其特征在于，所述连接件(21)通过防水胶与所述入渗水槽(15)和所述沙槽(17)相连，所述连接件(22)通过防水胶与所述出渗水槽(16)和所述沙槽(17)相连；所述入渗水槽(15)内有入流口(4)和溢流口(1)，所述溢流口(1)和所述入流口(4)通过溢流水管和入流水管与水箱(8)相连，所述溢流水管设有第一阀门(5)和第二阀门(6)，所述入流水管上还设置水泵(7)，所述水泵(7)设置在所述第二阀门(6)上端；所述出渗水槽(16)中设有出流口(11)，所述出流口(11)通过出流水管与所述水箱(8)相连，所述出流水管上设有第三阀门(9)；所述出渗水槽中还设置抽水管(19)，所述抽水管(19)与所述水箱(8)相连，所述抽水管(19)尾端设置抽水泵(20)。3.根据权利要求1或2的用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，其特征在于，所述溢流口(1)和所述出流口所述采用可调节高度结构，所述可调节高度结构包括多段管段(23)，多段管段(23)通过螺纹结构连接；所述溢流口(1)可根据试验需求的承压高度设置溢流口高度，所述溢流口(1)通过连接管段个不同数调节高度；所述出流口(11)可根据试验需求的出流水头高度设置出流口高度，所述出流口11)通过连接管段个不同数调节高度。4.根据权利要求3的用于承压水渗流模型的水循环沙槽试验装置，其特征在于，所述入渗隔板(2)和所述出渗隔板(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉川，黄哲，徐海珏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12