一种用于测定边坡表层流量关系的模型及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于测定边坡表层流量关系的模型及方法，该模型包括降雨系统，包括输水装置、降雨装置和支架，降雨装置设置在支架上，支架能够调节降雨装置位置，降雨装置连通输水装置；边坡系统，包括边坡模型，边坡模型的一端设有角度调节部件，角度调节部件可滑动连接于支架，边坡模型的底板上设有若干个通孔，连接角度调节部件的边坡模型的一端相较另一端高；径流监测系统，包括径流量收集部件和径流量观测部件，径流量收集部件连接径流量观测部件，径流量观测部件连接于边坡模型较低的一端，径流量观测部件用于观测实时径流量大小，径流量收集部件用于收集并观测径流量总量。该模型结构简单，实验效率高，观测方便。

A model and method for determining the relationship between surface runoff and slope surface

The invention discloses a model and method for determining the flow relationship of the surface layer of a slope. The model includes a rainfall system, including a water conveying device, a rainfall device and a bracket. The rainfall device is arranged on the bracket, the bracket can adjust the position of the rainfall device, the rainfall device connects the water conveying device, and the slope system, including a slope model. One end of the slope model is equipped with angle adjusting parts, which can be slidingly connected to the bracket. The bottom of the slope model is equipped with several through holes. One end of the slope model connecting angle adjusting parts is higher than the other end. The runoff monitoring system includes runoff collecting parts and runoff observing parts, and runoff collecting parts. The runoff observation component is connected with the runoff observation component, the runoff observation component is connected with the lower end of the slope model, the runoff observation component is used to observe the real-time runoff, and the runoff collection component is used to collect and observe the total runoff. The model is simple in structure, efficient in experiment and convenient in observation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于测定边坡表层流量关系的模型及方法
本专利技术涉及边坡工程测试设备
，特别涉及一种用于测定边坡表层流量关系的模型及方法。
技术介绍
边坡失稳破坏作为全球主要自然灾害之一，严重影响着我国人民的生命财产安全和社会经济的发展。边坡失稳破坏研究一直是灾害领域的研究重点，而雨水入渗是造成边坡不稳定性的主要因素之一，开展边坡表层流量关系下的边坡变形、破坏机理和稳定性的模型试验研究具有十分重要的理论意义和实际工程价值。目前对边坡表层流量关系研究较少，实验方法和设备较为缺乏，边坡含水率缺少随时间的效应关系，且没有分析降雨过程中坡面表层径渗流的给配关系与含水量之间的关系，缺乏对降雨总量、时间、径渗流以及含水量变化等多参数的联合分析，实验操作复杂，获取数据速度慢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的目前对边坡表层流量关系研究较少，实验方法和设备较为缺乏，边坡含水率缺少随时间的效应关系，且没有分析降雨过程中坡面表层径渗流的给配关系与含水量之间的关系，缺乏对降雨总量、时间、径渗流以及含水量变化等多参数的联合分析，实验操作复杂，获取数据速度慢的上述不足，提供一种用于测定边坡表层流量关系的模型及方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种用于测定边坡表层流量关系的模型，包括：降雨系统，包括输水装置、降雨装置和支架，所述降雨装置设置在所述支架上，所述支架能够调节所述降雨装置位置，所述降雨装置连通所述输水装置；边坡系统，包括边坡模型，所述边坡模型的一端设有角度调节部件，所述角度调节部件用于调节所述边坡模型的角度，所述角度调节部件可滑动连接于所述支架，所述边坡模型的底板上设有若干个通孔，连接所述角度调节部件的所述边坡模型的一端相较另一端高；径流监测系统，包括径流量收集部件和径流量观测部件，所述径流量收集部件连接所述径流量观测部件，所述径流量观测部件连接于所述边坡模型较低的一端，所述径流量观测部件用于观测实时径流量大小，所述径流量收集部件用于收集并观测径流量总量。采用本专利技术所述的一种用于测定边坡表层流量关系的模型，可调节降雨装置沿边坡模型等高设置，解决高度不均导致的降雨强度不均，利用径流量观测部件观测实时径流量大小，径流量收集部件收集并观测径流量总量，根据降雨装置的喷淋总水量和径流量可以直接计算出实验径渗流量的关系，结合径流量观测部件观测的时间效应和边坡含水量的变化情况，探究边坡在降雨条件下的径渗流关系与坡体含水量的变化规律，进而可以为边坡稳定性的动态分析和边坡防护提供相关参数，从而能够对降雨条件下坡体含水量变化提供科学的动态设计依据，该模型结构简单，实验效率高，观测方便。优选地，所述降雨装置包括调压组件和若干个喷头，所有所述喷头连通所述调压组件，所述调压组件连通所述输水装置。采用这种结构设置，可用调压组件调定需要的恒水压，便于计算降雨装置喷淋的总水量，采用若干个喷头可分布式降水，使边坡模型接收到的降水均匀。优选地，所有所述喷头均匀设置在所述支架上。优选地，所述输水装置包括输水管路和回流管路，所述输水管路连接所述调压组件，所述回流管路的一端连接于所述输水管路上。优选地，所述支架包括竖杆和横杆，所述横杆转动连接于所述竖杆，所有所述喷头设置在所述横杆上，所述角度调节部件可滑动连接于所述竖杆。优选地，所述径流量收集部件包括长方体集水箱，所述集水箱的四壁为透明结构件，所述集水箱外壁设有刻度尺。优选地，所述集水箱的四壁为玻璃结构件或者亚克力结构件。优选地，所述径流量观测部件包括三角堰堰板，所述三角堰堰板顶部设有三角形凹槽，所述三角形凹槽的横截面为等腰直角三角形，且所述等腰直角三角形的斜边水平设置。利用Q＝0.01343H2.47公式，只需观测三角形凹槽中水位的高度H即可得出水流总量，便于实时监测径流量的变化。优选地，所述径流量观测部件还包括传感器，所述传感器用于监测所述三角堰堰板中径流量的水位高度。本专利技术还提供了一种用于测定边坡表层流量关系的方法，应用如以上任一项所述的用于测定边坡表层流量关系的模型，该测定方法包括以下步骤：A、调节支架使降雨装置的喷淋面平行边坡模型的坡面；B、启动输水装置，向所述降雨装置输送压力水；C、压力水由所述降雨装置喷出，降雨强度大于所述边坡模型坡面下渗速率时，所述边坡模型坡面产生径流量，流向所述边坡模型的一端；D、径流量水通过径流量观测部件，计算出径流量的实时流量大小，然后被径流量收集部件收集，得出径流总量。采用本专利技术所述的一种用于测定边坡表层流量关系的方法，可调节降雨装置沿边坡模型等高设置，解决高度不均导致的降雨强度不均，利用径流量观测部件观测实时径流量大小，径流量收集部件收集并观测径流量总量，根据降雨装置的喷淋总水量和径流量可以直接计算出实验径渗流量的关系，结合径流量观测部件观测的时间效应和边坡含水量的变化情况，探究边坡在降雨条件下的径渗流关系与坡体含水量的变化规律，进而可以为边坡稳定性的动态分析和边坡防护提供相关参数，从而能够对降雨条件下坡体含水量变化提供科学的动态设计依据，该方法步骤简单，实验效率高，观测方便。优选地，执行所述步骤A前，调节所述边坡模型一端的角度调节部件在所述支架上的位置以及所述角度调节部件本身的俯仰角度，使得所述边坡模型的坡面角度调节到实验需要的角度位置。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、运用本专利技术所述的一种用于测定边坡表层流量关系的模型，可调节降雨装置沿边坡模型等高设置，解决高度不均导致的降雨强度不均，利用径流量观测部件观测实时径流量大小，径流量收集部件收集并观测径流量总量，根据降雨装置的喷淋总水量和径流量可以直接计算出实验径渗流量的关系，结合径流量观测部件观测的时间效应和边坡含水量的变化情况，探究边坡在降雨条件下的径渗流关系与坡体含水量的变化规律，进而可以为边坡稳定性的动态分析和边坡防护提供相关参数，从而能够对降雨条件下坡体含水量变化提供科学的动态设计依据，该模型结构简单，实验效率高，观测方便；2、运用本专利技术所述的一种用于测定边坡表层流量关系的模型，所述降雨装置包括调压组件和若干个喷头，所有所述喷头连通所述调压组件，所述调压组件连通所述输水装置，采用这种结构设置，可用调压组件调定需要的恒水压，便于计算降雨装置喷淋的总水量，采用若干个喷头可分布式降水，使边坡模型接收到的降水均匀；3、运用本专利技术所述的一种用于测定边坡表层流量关系的方法，可调节降雨装置沿边坡模型等高设置，解决高度不均导致的降雨强度不均，利用径流量观测部件观测实时径流量大小，径流量收集部件收集并观测径流量总量，根据降雨装置的喷淋总水量和径流量可以直接计算出实验径渗流量的关系，结合径流量观测部件观测的时间效应和边坡含水量的变化情况，探究边坡在降雨条件下的径渗流关系与坡体含水量的变化规律，进而可以为边坡稳定性的动态分析和边坡防护提供相关参数，从而能够对降雨条件下坡体含水量变化提供科学的动态设计依据，该方法步骤简单，实验效率高，观测方便。附图说明图1为实施例1中所述用于测定边坡表层流量关系的模型的结构示意图；图2为实施例1中所述边坡模型的俯视结构示意图；图3为实施例1中所述径流量观测部件的横截面示意图。图中标记：1-降雨系统，11-输水装置，12-降雨装置，13-支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在于，包括：降雨系统(1)，包括输水装置(11)、降雨装置(12)和支架(13)，所述降雨装置(12)设置在所述支架(13)上，所述支架(13)能够调节所述降雨装置(12)位置，所述降雨装置(12)连通所述输水装置(11)；边坡系统(2)，包括边坡模型(21)，所述边坡模型(21)的一端设有角度调节部件(22)，所述角度调节部件(22)用于调节所述边坡模型(21)的角度，所述角度调节部件(22)可滑动连接于所述支架(13)，所述边坡模型(21)的底板上设有若干个通孔，连接所述角度调节部件(22)的所述边坡模型(21)的一端相较另一端高；径流监测系统(3)，包括径流量收集部件(31)和径流量观测部件(32)，所述径流量收集部件(31)连接所述径流量观测部件(32)，所述径流量观测部件(32)连接于所述边坡模型(21)较低的一端，所述径流量观测部件(32)用于观测实时径流量大小，所述径流量收集部件(31)用于收集并观测径流量总量。

【技术特征摘要】
1.一种用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在于，包括：降雨系统(1)，包括输水装置(11)、降雨装置(12)和支架(13)，所述降雨装置(12)设置在所述支架(13)上，所述支架(13)能够调节所述降雨装置(12)位置，所述降雨装置(12)连通所述输水装置(11)；边坡系统(2)，包括边坡模型(21)，所述边坡模型(21)的一端设有角度调节部件(22)，所述角度调节部件(22)用于调节所述边坡模型(21)的角度，所述角度调节部件(22)可滑动连接于所述支架(13)，所述边坡模型(21)的底板上设有若干个通孔，连接所述角度调节部件(22)的所述边坡模型(21)的一端相较另一端高；径流监测系统(3)，包括径流量收集部件(31)和径流量观测部件(32)，所述径流量收集部件(31)连接所述径流量观测部件(32)，所述径流量观测部件(32)连接于所述边坡模型(21)较低的一端，所述径流量观测部件(32)用于观测实时径流量大小，所述径流量收集部件(31)用于收集并观测径流量总量。2.根据权利要求1所述的用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在于，所述降雨装置(12)包括调压组件(14)和若干个喷头(15)，所有所述喷头(15)连通所述调压组件(14)，所述调压组件(14)连通所述输水装置(11)。3.根据权利要求2所述的用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在于，所有所述喷头(15)均匀设置在所述支架(13)上。4.根据权利要求2所述的用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在于，所述输水装置(11)包括输水管路(18)和回流管路(19)，所述输水管路(18)连接所述调压组件(14)，所述回流管路(19)的一端连接于所述输水管路(18)上。5.根据权利要求2所述的用于测定边坡表层流量关系的模型，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳林，董宏源，谢灿荣，梅国雄，申权，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45