The invention relates to a testing technology for influencing factors of slope stability, and specifically discloses a testing system for simulating wall drag effect of pipeline flow in rock and soil body, including a bottom plate, a simulated rock and soil layer with through pipeline and a water tank; a lifting device can continuously adjust the height of the lifting end in the vertical direction; The downstream ports of the pipeline in the pseudo-geotechnical stratum are equipped with water blockage matching the port shape; the height of the outlet of the water tank is not lower than the height of the upstream port and is connected with the upstream port through the conduit; the height of the overflow outlet on the water tank is higher than the height of the outlet of the water tank. The advantages of the present invention are: it is suitable for the determination of the drag force of water flow on the wall of a pipeline in a rock and soil layer under strong rainfall or drainage conditions, thereby providing reference and contribution for quantifying the influence of the drag force of pipeline on the instability of rock and soil body under strong rainfall or drainage conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统及测试方法
本专利技术涉及一种边坡稳定性影响因素的测试技术,尤其是一种用于测定岩土体管道流对岩土体稳定性影响的测试装置和方法。
技术介绍
岩土体中的贯通管道、非贯通管道和孔隙共同构成一个复杂的多孔网络体系。其中,贯通管道是地下水与地表水之间相互转换的主要路径,是地下水与岩土体之间水力联系的重要通道,也是岩土体失稳破坏常常追踪的边界条件。岩土体管道流极大地影响了交通、水利水电和矿山等工程的施工安全和正常运行,其研究受到工程界和学术界的广泛关注。土木工程领域对岩土体中水运动的描述,普遍采用线性Darcy定律。该定律适于单一均匀多孔介质、雷诺数Re上限为[1,10]的线性层流。基于线性Darcy渗流理论,计算相对均匀岩土体孔隙介质的流场并据此评价流固耦合作用下的力学响应是可行的。然而,当Re超出线性层流上限或岩土体存在贯通管道集中渗漏通道时,仍用Darcy理论计算则会产生显著误差。1868年,著名的俄国流体学家布辛习涅斯基提出了Newton流体在光滑平行板缝中的运动学理论。在该理论构架体系下,也能推导出光滑等直径圆形管道中流体的运动方程。在求解含贯通管道岩土体介质的地下水渗流问题时,目前普遍采用开口立方定律。然而,具体计算时大多将管道的壁面视为不透水边界,该假设隐含管道所赋存的岩土体基质也具不透水性(注:岩土体基质指包含孔隙结构和非贯通管道多孔介质部分),同时还假定管道内不含散粒充填物,这与实际相比仍存在较大偏差。因此,尚需提升和完善经典的地下水渗流运动理论,从而更准确地描述含充填物的贯通管道岩土体多孔介质的流场特 ...
【技术保护点】
1.模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,包括底板(1),铺设于底板(1)上的内部具有贯通管道(3)的模拟岩土层(2)以及水箱(4);所述底板(1)包括固定端和升降端,所述固定端通过水平轴固定且可绕水平轴转动,所述升降端与升降装置相连,升降装置可连续调节升降端在竖直方向上的高度;所述模拟岩土层(2)中的贯通管道(3)包括靠近固定端的上游端口(31)和靠近升降端的下游端口(32),所述下游端口(32)配置有与端口形状匹配的阻水塞(33);所述水箱(4)侧壁开设有若干水箱出水口(5),水箱出水口(5)的设置高度不低于上游端口(31)的高度,水箱出水口(5)与上游端口(31)通过导水管(6)连通,水流通过阀门(7)控制,阀门(7)打开时,水箱(4)中的水能够进入贯通管道(3)中;所述水箱(4)上还设置有溢流口(8),溢流口(8)的设置高度高于水箱出水口(5)的设置高度。
【技术特征摘要】
1.模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,包括底板(1),铺设于底板(1)上的内部具有贯通管道(3)的模拟岩土层(2)以及水箱(4);所述底板(1)包括固定端和升降端,所述固定端通过水平轴固定且可绕水平轴转动,所述升降端与升降装置相连,升降装置可连续调节升降端在竖直方向上的高度;所述模拟岩土层(2)中的贯通管道(3)包括靠近固定端的上游端口(31)和靠近升降端的下游端口(32),所述下游端口(32)配置有与端口形状匹配的阻水塞(33);所述水箱(4)侧壁开设有若干水箱出水口(5),水箱出水口(5)的设置高度不低于上游端口(31)的高度,水箱出水口(5)与上游端口(31)通过导水管(6)连通,水流通过阀门(7)控制,阀门(7)打开时,水箱(4)中的水能够进入贯通管道(3)中;所述水箱(4)上还设置有溢流口(8),溢流口(8)的设置高度高于水箱出水口(5)的设置高度。2.根据权利要求1所述的模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,其特征在于:所述升降装置为升降支架(9)。3.根据权利要求1所述的模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,其特征在于:所述模拟岩土层(2)包括铺设在底板(1)上的砂垫层(21)和铺设在砂垫层(21)上的混凝土层(22),贯通管道(3)设置于混凝土层(22)内部,所述贯通管道(3)内壁具有粉质黏土填充层(23)。4.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,其特征在于:所述贯通管道(3)横截面为圆形。5.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试系统,其特征在于:所述贯通管道(3)横截面为矩形。6.模拟岩土体中管道水流壁面拖曳力效应的测试方法,包...
【专利技术属性】
技术研发人员:符文熹,魏玉峰,雷孝章,叶飞,袁星宇,夏敏,徐奴文,刘建锋,
申请(专利权)人:四川大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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