一种原位抽水试验的室内教学模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种原位抽水试验的室内教学模型，包括由内到外同心设置的抽水孔（4）、土样槽（1）、水位槽（2）和溢流收集槽（3），所述抽水孔（4）与土样槽（1）的高度相同，所述土样槽（1）的内壁上紧贴有土工布（9），抽水管（5）的进水口设置于所述抽水孔（4）内，所述抽水管（5）的出水口设置于所述溢流收集槽（3）内，所述溢流收集槽（3）上设置有与下水道相连通的排水孔（7），所述抽水管（5）上设置有阀门（6）。本实用新型专利技术可以在室内开展原位抽水试验的模拟实验，既可以进行相关知识的教学，让学生对原位抽水实验有一个较直观的认识，同时也可以避免直接开展现场试验的诸多条件限制问题。

An Indoor Teaching Model for in-situ Pumping Test

The utility model discloses an indoor teaching model for in-situ pumping test, which comprises a concentric pumping hole (4), a soil sample trough (1), a water level trough (2) and an overflow collection trough (3), the height of which is the same as that of the soil sample trough (1). The inner wall of the soil sample trough (1) is closely attached with Geotextile (9), and the water inlet of the pumping pipe (5) is arranged at the site. Within the pumping hole (4), the outlet of the pumping pipe (5) is arranged in the overflow collecting trough (3), the overflow collecting trough (3) is provided with a drainage hole (7) connected with the sewer, and the pumping pipe (5) is provided with a valve (6). The utility model can carry out in-situ pumping test simulation experiment indoors, not only can carry out relevant knowledge teaching, so that students can have a more intuitive understanding of in-situ pumping experiment, but also can avoid many conditions restriction problems of directly carrying out in-situ pumping test.

【技术实现步骤摘要】
一种原位抽水试验的室内教学模型
本技术涉及一种原位抽水试验的室内教学模型，属于岩土工程实验教学模型

技术介绍
在岩土工程勘察中，抽水试验是查明建筑场地的地层渗透性和富水性、测定有关水文地质参数的原位渗透试验，往往用单孔的稳定流抽水试验。该试验在工程现场钻取一定直径和深度的井孔，使用抽水设备抽取孔内的汇流积水，通过观测抽水期间和水位恢复期间的水位、流量及水温等内容，利用空间径向流的Dupuit理论解答即可计算得到土体渗透系数。抽水试验作为一种岩土工程原位测试技术，是土木工程、地质工程及水利工程等专业的学生需要学习和掌握的专业技能，需要在相关的实验课中进行教学传授。但是，在教学中直接开展原位抽水试验，会面临很多困难。首先，需要找到合适的野外场地；其次，要有足够的时间以便往返现场并进行试验。而这些困难并不容易被解决，尤其当面向多个专业多个班级时，所以多数学校的土木类专业都没有开展抽水试验的教学。故亟需一种原位抽水试验的室内教学模型来解决上述技术问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种既能开展抽水试验教学，又能克服场地及时间等条件限制的原位抽水试验的室内教学模型。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种原位抽水试验的室内教学模型，包括由内到外同心设置的抽水孔、土样槽、水位槽和溢流收集槽，所述抽水孔与土样槽的高度相同，所述土样槽的内壁上紧贴有土工布，抽水管的进水口设置于所述抽水孔内，所述抽水管的出水口设置于所述溢流收集槽内，所述溢流收集槽上设置有与下水道相连通的排水孔，所述抽水管上设置有阀门，所述水位槽的高度小于所述土样槽的高度；所述抽水孔和土样槽的侧壁上均设置有若干透水孔。所述土样槽和水位槽的顶部均由加固单元加固。所述加固单元包括角钢箍。所述抽水孔、土样槽、水位槽和溢流收集槽的材质均为透明有机玻璃。所述水位槽由水龙头供水。所述土样槽内填充有细砂。所述土样槽、水位槽和溢流收集槽均为正方形槽体，所述抽水孔为圆形槽体。抽水试验是很重要的专业知识和技能，却由于场地及时间等条件的限制，很难在教学中进行开展。因此需要找到既能开展抽水试验教学，又能避免相关困难的方法，这是本技术所要解决的技术问题。本技术的原理：在土样槽里装填实验土样以模拟现场土体；土样槽的四壁为透水板，通过水位槽补水，以模拟现场半无限空间的水流补给；用预置的抽水孔模拟现场钻孔，用抽水管模拟现场抽水设备抽取土层中的水；记录不同时刻抽水孔中水位以及流量，等到孔中水位稳定后，表明渗流达到稳定流状态，利用此时的孔中水位以及流量即可计算渗透系数。本技术的有益效果是，采用本模型，可以在室内开展原位抽水试验的模拟实验，既可以进行相关知识的教学，让学生对原位抽水试验有一个较直观的认识，同时也可以避免直接开展现场试验的诸多条件限制问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本技术中土样槽侧壁的结构示意图；图4为本技术中抽水孔的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。如图1～图4所示，一种原位抽水试验的室内教学模型，包括土样槽1、水位槽2、溢流收集槽3、抽水孔4、抽水管5、阀门6、排水孔7、角钢箍8、土工布9。所述土样槽1、水位槽2和溢流收集槽3为同中心正方形槽体；所述抽水孔4固定设置在土样槽1的中心位置，且与土样槽1高度相同。所述土样槽1、水位槽2、溢流收集槽3和抽水孔4为透明有机玻璃材料。所述土样槽1和水位槽2的顶部用角钢箍8加固。所述土样槽1和抽水孔4的有机玻璃上设有若干透水孔。所述土工布9紧贴在土样槽1的内侧壁以及抽水孔4的外侧壁，用以防止土样颗粒从透水孔流失。所述水位槽2由水龙头直接供水，并保持水位在水位槽2的顶面。所述抽水管5抽取抽水孔4里的水排往溢流收集槽3。所述溢流收集槽3里的水由排水孔7排往下水道。所述土样槽1、水位槽2和溢流收集槽3的内壁宽度分别为50cm、62cm和74cm，高度分别为40cm、35cm、8cm。抽水孔4的内壁直径为3.4cm，高度为50cm。本技术的土样为一种细砂。本模型模拟的是潜水完整井的单孔稳定流抽水试验。本技术模型的具体使用过程如下：1)如图1所示准备模型。2)将实验细砂逐层填入土样槽1中，装填时注意逐层压实。3)将连接在水龙头上的水管放入水位槽2中，打开水龙头，往水位槽2中注水，水流会通过土样槽1四周侧壁的透水孔并经土样流入抽水孔4。4)当水位槽2中的水位到达顶面，且有水溢出后，用钢尺量测抽水孔4中的水位，直至其上升到与水位槽2同水位。5)将带有阀门6的抽水管5一端插入抽水孔4，打开阀门6，将吸球捏扁后插入抽水管5的另一端，松开吸球，由于虹吸原理，抽水孔4中的水会自动从抽水管5中流出。关闭阀门6，让抽水管5中充满水。6)打开阀门6少许，让水从抽水孔4经抽水管5流入溢流收集槽3，并在抽水开始后的第30s、1min、2min、3min、4min、5min、10min、15min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、120min观测抽水孔4中的水位，以后每隔30min观察一次，直至实验结束。7)等到抽水孔4中的水位稳定(稳定标准：连续3次水位观测值的差值不超过2mm)后，表明渗流已经达到稳定流状态，用量筒收集抽水管5流出的水，并用秒表计时，大约20s后，读出量筒中水的体积以及具体时间，计算流量Q。8)重复步骤6)和7)，总共进行不少于3次稳定降深的实验，记录抽水孔4中相应的稳定水位及抽水流量，利用公式(1)计算渗透系数。式中，Q为流量，单位为cm3/s；sw为水位降深，单位为cm；H0为初始含水层厚度，单位为cm；rw为抽水孔4的内壁半径，单位为cm；R为潜水井的影响半径，可按式估算，单位为cm。9)用温度计测读实验水温，并对计算的渗透系数进行温度校正。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位抽水试验的室内教学模型，其特征在于：包括由内到外同心设置的抽水孔（4）、土样槽（1）、水位槽（2）和溢流收集槽（3），所述抽水孔（4）与土样槽（1）的高度相同，所述土样槽（1）的内壁上紧贴有土工布（9），抽水管（5）的进水口设置于所述抽水孔（4）内，所述抽水管（5）的出水口设置于所述溢流收集槽（3）内，所述溢流收集槽（3）上设置有与下水道相连通的排水孔（7），所述抽水管（5）上设置有阀门（6），所述水位槽（2）的高度小于所述土样槽（1）的高度；所述抽水孔（4）和土样槽（1）的侧壁上均设置有若干透水孔。

【技术特征摘要】
1.一种原位抽水试验的室内教学模型，其特征在于：包括由内到外同心设置的抽水孔（4）、土样槽（1）、水位槽（2）和溢流收集槽（3），所述抽水孔（4）与土样槽（1）的高度相同，所述土样槽（1）的内壁上紧贴有土工布（9），抽水管（5）的进水口设置于所述抽水孔（4）内，所述抽水管（5）的出水口设置于所述溢流收集槽（3）内，所述溢流收集槽（3）上设置有与下水道相连通的排水孔（7），所述抽水管（5）上设置有阀门（6），所述水位槽（2）的高度小于所述土样槽（1）的高度；所述抽水孔（4）和土样槽（1）的侧壁上均设置有若干透水孔。2.根据权利要求1所述的一种原位抽水试验的室内教学模型，其特征在于：所述土样槽（1）和水位槽（2）的顶部均...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国权，卢毅，袁俊平，梁帅威，韩翔宇，史宇宙，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32