地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置、系统及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置、系统及试验方法，所述模型装置主要由开有破损口的圆管、中间土槽、两侧水槽及一些测量设备构成，水槽与土槽之间通过透水板隔开。破损口一旦打开，渗流侵蚀便在中间土槽中发生，两侧水槽的侧面按高度设置多个溢流孔，通过底部进水口的补充进水和溢流孔的溢流控制水槽水位，以此改变土体的水位条件。过程中可进行水土流失量、地表沉降、侵蚀面积变化等多个参数的测量。破损口一旦再次堵上，侵蚀停止，试验结束。本发明专利技术可利用现有的技术，模拟地下水入渗、地表加荷、循环动荷载、水位变化等各种工况下地下渗流侵蚀乃至地表塌陷过程，为系统全面研究地下管线破损引起的路面侵蚀塌陷奠定技术基础。

Model device, system and test method for seepage erosion caused by underground pipeline breakage

The damage caused by the seepage erosion model system and test device, the invention discloses a method of underground pipeline, pipe, middle soil tank, the model is mainly composed of a broken mouth on both sides of the tank and some testing equipment, between the water tank and the soil trough separated by a permeable plate. Once the damaged port is opened, seepage and erosion will occur in the middle soil tank. There are multiple overflow holes at the sides of the flume, and the water level of the water can be controlled by the overflow of the bottom inlet and the overflow of the overflow hole, so as to change the water level condition of the soil. In the process, many parameters such as soil erosion, surface subsidence and erosion area can be measured. Once the breakage is blocked again, the erosion stops and the test ends. The invention can use existing technology, simulation of groundwater infiltration, surface loading, cyclic loading, the variation of water level and subsidence process under various conditions of underground seepage erosion and even surface, comprehensive study of underground pipeline erosion damage caused by the collapse of base pavement.

【技术实现步骤摘要】
地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置、系统及试验方法
本专利技术涉及研究地下渗流侵蚀规律及城市地面塌陷的综合试验模型装置和试验方法，属于土体渗透破坏研究的模型试验仪器领域。
技术介绍
随着我国城市道路建设的快速发展和车辆的增加，路面荷载越来越大，近年来，发生路面塌陷的事故也猛然增加。通过调查研究发现，地下管线破损是引起路面塌陷的最主要因素。破损管线为地下水的渗流提供了新的路径出口，引发的侵蚀性水土流失会导致管线周围土体松弛，继而产生空洞，在交通荷载的作用下这些空洞不断发展扩大，最终发生塌陷事故。而我国城市地下管线已建成有数百万公里。这些管线大量埋设，且错综复杂，给路面塌陷事故带来了巨大隐患。我国管线多建成于上世纪六七十年代，如今已走过近50年，多数管线开始达到龄期而老化破损。我国出现路面塌陷事故才刚刚开始，相关研究也处于起步阶段，已有的研究渗流侵蚀导致的地面塌陷机理的相关试验装置很少，且有很多的不足。而物理模型试验是研究实际工程问题常用的手段。在本专利技术之前，中国专利申请CN106018736A公开了一种管道渗漏引发地面塌陷的试验装置，用于研究有内水压管道破损时的渗漏试验，但其研究的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置，其特征在于：包括发生渗流侵蚀试验的有机玻璃材质的土槽(1)，两个用于控制地下水位的水槽(2)，模拟破损管线的具有破损口的圆管(3)，两块透水板(4)；所述土槽(1)中可装填不同性质的土样；两个水槽(2)分别位于所述土槽(1)的两侧，且所述水槽(2)的底部均有带阀门的进水口(5)，通过所述阀门来控制进水量，水槽壁按高度设有若干个溢流孔(6)，通过打开不同高度处的溢流孔(6)来控制恒定地下水位；所述土槽(1)与两个水槽(2)之间各设置一个透水板(4)；所述透水板(4)开有若干孔洞，所述孔洞都被透水石(14)填充，以保证水槽(2)与土槽(1)间只有水的交换；所...

【技术特征摘要】
1.一种地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置，其特征在于：包括发生渗流侵蚀试验的有机玻璃材质的土槽(1)，两个用于控制地下水位的水槽(2)，模拟破损管线的具有破损口的圆管(3)，两块透水板(4)；所述土槽(1)中可装填不同性质的土样；两个水槽(2)分别位于所述土槽(1)的两侧，且所述水槽(2)的底部均有带阀门的进水口(5)，通过所述阀门来控制进水量，水槽壁按高度设有若干个溢流孔(6)，通过打开不同高度处的溢流孔(6)来控制恒定地下水位；所述土槽(1)与两个水槽(2)之间各设置一个透水板(4)；所述透水板(4)开有若干孔洞，所述孔洞都被透水石(14)填充，以保证水槽(2)与土槽(1)间只有水的交换；所述土槽(1)后面的槽壁底端开有一与圆管(3)直径相当的圆形孔，所述圆管(3)通过所述开孔可插入安装在土槽(1)的底部；所述圆管(3)一端封闭，从此端插入所述开孔中，所述圆管(3)的另一端开放，此开放端用于流出水土；所述圆管(3)上开设有一破损口(12)；试验开始前，所述破损口(12)由一个与该破损口(12)形状尺寸相同的橡胶条(13)堵住；试验开始时，将橡胶条(13)拔出，则所述破损口(12)被打开，侵蚀在土槽(1)中发生；试验结束后，再用橡胶条(13)堵上所述破损口(12)。2.根据权利要求1所述的地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置，其特征在于：所述圆管(3)长度大于所述土槽(1)的宽度，所述圆管(3)的开放端可以延伸出所述土槽(1)的槽壁。3.一种包括权利要求1所述的地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置的系统，其特征在于：还包括小型激光测距仪(7)，流失水土收集测量装置(8)，摄像机(9)和采集终端(10)；所述流失水土收集测量装置(8)包括水土分离室(15)，第一电子秤(16)，集水容器(17)，第二电子秤(18)；所述水土分离室(15)的一侧面由透水石构成；所述第一电子秤(16)设置在所述水土分离室(15)的下方，用于称量湿土质量；所述第二电子秤(18)设置在集水容器(17)的下方，用于称量流失水质量；且第一电子秤(16)、第二电子秤(18)分别与所述采集终端(10)连接；所述流失水土收集测量装置(8)位于地下管线破损引起的渗流侵蚀模型装置的圆管(3)开放端的下方，在试验时，从所述圆管(3)流出的混合水土进入水土分离室(15)后，通过该水土分离室(15)由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬梅，杜伟伟，高程鹏，彭茂竹，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31