一种粘性土起动冲刷试验设备制造技术

本发明专利技术涉及一种粘性土起动冲刷试验设备，属于测量技术领域，IPC分类号为G01N3/00。包括粘性土样制备装置、粘性土冲刷装置、水槽、水槽连接装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述水槽上部，所述水槽连接装置设置在所述水槽的下部，所述粘性土冲刷装置通过所述水槽连接装置与水槽连接。本发明专利技术的试验设备能加快制备各种含水率的粘性土样，很好的进行粘性土的起动冲刷模拟试验，清楚地拍摄粘性土的冲刷情况，并进行精确的数据测量，还避免了冲刷水槽进气对试验精度造成影响，效率高，操作方便。

A Kind of Starting Scouring Test Equipment for Cohesive Soil

The invention relates to a cohesive soil incipient scouring test equipment, belonging to the measurement technology field, and IPC classification number is G01N3/00. The device comprises a clay sample preparation device, a clay soil scouring device, a water tank, a water tank connection device and a photographing device. The photographing device is arranged at the upper part of the water tank, and the water tank connection device is arranged at the lower part of the water tank. The clay soil scouring device is connected with the water tank through the water tank connection device. The test equipment of the present invention can accelerate the preparation of clay samples with various moisture contents, perform well the start-up erosion simulation test of clay, clearly photograph the erosion situation of clay and carry out accurate data measurement, and avoid the influence of the air intake of the scouring tank on the test accuracy, high efficiency and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
一种粘性土起动冲刷试验设备
本专利技术涉及一种粘性土起动冲刷试验设备，属于测量
，其IPC分类号为G01N3/00。
技术介绍
黄河属于多沙河流，河岸往往存在有很多胶泥层，由于河流中水沙变化、水沙来源区域不同，以及粗细泥沙沉积过程不同，导致地层结构不同，造成不同土质结构组成不同河岸，而不同土体结构河岸对河流抗冲刷能力不同，导致出现畸形河势和河岸坍塌等现象，而畸形河势和河岸坍塌等又会造成黄河下游的河势不稳，引发一系列问题。研究河岸粘性土的抗冲性对于治黄实践具有重大的理论意义和实用价值。粘性土是一种细颗粒土，颗粒粒径极细，颗粒间的相互作用及其复杂，它的物理特性与其含水量有密切的关系。一般将塑性指数大于10的土称为粘性土；在静水或缓慢的流水环境中沉积、经生物化学作用形成、天然含水量大于液限、天然空隙比大于1.5的粘性土称为淤泥。在粘性土起动冲刷试验中，需要事先准备好粘性土样，这就使得粘性土样的制备成为关键。目前粘性土样的制作方法是，将粘性土与水在水桶中搅拌均匀后让其进行自然沉降，这个淤积沉积的过程需要较长时间，试验也只能在粘性土样沉积达到满足要求时进行，不能满足试验随做随取土样的要求，导致试验过程延后至较长时间，妨碍研究人员的研究进度。粘性土起动冲刷试验中，需要观察水槽中粘性土样的冲刷情况，并测量一系列试验数据，这就使得粘性土样的放置成为关键。在以往试验中，往往由于放置粘性土样的装置与水槽连接不好而漏水，或粘性土冲刷不起动，或不能及时观测粘性土起动现象，导致试验观测精度不准或试验不能顺利进行。
技术实现思路
本专利技术针对粘性土起动冲刷试验中粘性土样制备时间长、不好放置、影响试验整体模拟精度及进度的问题，专利技术一种粘性土起动冲刷试验设备，以满足粘性土起动冲刷试验的精度和进度要求。本专利技术的技术解决方案如下：一种粘性土起动冲刷试验设备，包括粘性土样制备装置、粘性土冲刷装置、水槽、水槽连接装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述水槽上部，所述水槽连接装置设置在所述水槽的下部，所述粘性土冲刷装置通过所述水槽连接装置与水槽连接。所述粘性土样制备装置由有机透明玻璃箱和抽真空设备组成，所述抽真空设备由真空桶和真空泵组成；所述真空桶通过一条透明橡胶管一与有机透明玻璃箱连通，所述真空桶通过一条透明橡胶管二与所述真空泵连通；所述真空桶上设有压力表；所述有机透明玻璃箱的底部铺有一层有机透明玻璃板，在所述有机透明透水板上铺有一层透水土工布，在所述透水土工布的上面为已搅拌好的粘性土浆，在所述粘性土浆表面覆盖有一层塑料薄膜；所述粘性土冲刷装置包括上托盘、下托盘、镀锌螺丝、有机透明玻璃法兰、粘性土样、钢珠、有机透明玻璃管、密封钢管、丝杆和把手。圆柱形的粘性土样放置在所述上托盘上，所述上托盘和下托盘的直径均与粘性土样直径一致，所述钢珠镶嵌在上托盘1底部，通过钢珠将上托盘和下托盘连接。所述有机透明玻璃法兰包括上法兰和下法兰，所述有机透明玻璃管设置在所述上法兰和下法兰之间。所述密封钢管上端设有不锈钢法兰，所述不锈钢法兰和所述有机透明玻璃法兰的下法兰通过镀锌螺丝连接固定。所述密封钢管的底端和所述不锈钢法兰中间均设有与所述丝杆的外径相匹配的通孔。所述把手设置在所述丝杆的下端，所述丝杆从下至上依次穿过所述密封钢管底端的通孔、所述不锈钢法兰的通孔和所述有机透明玻璃管，所述丝杆上端与所述下托盘固定连接。在所述密封钢管底端的通孔处设有内丝螺母。在所述不锈钢法兰的所述通孔的上部和下部各设有一个圆形凹槽，两个所述圆形凹槽内各设有一个骨架油封。所述水槽连接装置包括水槽底部有机透明玻璃管和位于所述水槽底部有机透明玻璃管底端的水槽连接法兰，所述水槽的底部设有与所述水槽底部有机透明玻璃管匹配的开口。所述水槽底部有机透明玻璃管分别与所述水槽的开口部位及所述水槽连接法兰固定连接。所述水槽连接法兰与所述有机透明玻璃法兰的上法兰通过镀锌螺栓固定连接在一起，所述水槽连接法兰与所述有机透明玻璃法兰的上法兰之间设有橡胶垫。所述拍摄装置包括照明光源和摄像机，所述照明光源设置在所述水槽内侧壁上，所述摄像机通过平行角钢固定在水槽的支架上。进一步地，所述上托盘、下托盘、密封钢管和把手的材质均为不锈钢。本专利技术具有以下显著的效果和优点。1、下托盘和下托盘之间设置起传动作用的钢珠，在丝杆转动顶托粘性土样时，下托盘转动，上托盘不会转动，其上放置的粘性土样在升降过程中不会随着丝杆的转动而转动，保持粘性土样迎水面位置始终不变，符合实际情况。2、密封钢管上部的不锈钢法兰内设置一上一下两个骨架油封，大大提高了密封性能，避免了冲刷水槽进气对试验精度造成影响。3、有机透明玻璃法兰设为上、下双法兰形式，在上、下法兰之间设置有机透明玻璃管作为过渡连接结构，利用上法兰与水槽连接装置连接，并在试验过程中或更换粘性土样时拆卸，操作方便；利用下法兰和不锈钢法兰与密封钢管固定连接，在试验过程中或更换粘性土样时不再拆卸，进一步保证了整个试验装置的密封性。4、本专利技术采用透明有机玻璃箱和有机玻璃管，能较好的观察内部粘性土样的制备和冲刷情况。5、真空桶与真空泵结合使用，可根据试验需求，人为控制粘性土样沉积固结的时间和程度，得到不同含水率的粘性土样。6、本专利技术的各个组成部分有机组合在一起，能很好的进行粘性土的起动冲刷试验，清楚地拍摄粘性土的冲刷情况，并进行精确的数据测量，还避免了冲刷水槽进气对试验精度造成影响，操作方便。附图说明图1是本专利技术的粘性土冲刷装置结构正视图。图2是本专利技术的粘性土冲刷装置纵向剖面图。图3是本专利技术的水槽及拍摄装置示意图。图4是本专利技术的水工模型整体结构正视图。图5是本专利技术采用的粘性土样制备装置结构示意图。图6是本专利技术采用的有机透明玻璃板俯视图。其中，1为上托盘，2为下托盘，3为镀锌螺丝，4为有机透明玻璃法兰，5为粘性土样，6为钢珠，7为有机透明玻璃管，8为密封钢管，9为丝杆，10为把手，11为水槽连接法兰，12为照明光源，13为摄像机，14为水槽，15为有机透明玻璃板，16为平行角钢，17为水槽底部有机透明玻璃管，18为橡胶垫，19为骨架油封，20为内丝螺母，21为不锈钢法兰，31为有机透明玻璃板，32为透水土工布，33为粘性土浆，34为透明塑料薄膜，35为不锈钢真空桶，36为压力表，37为真空泵，38为开孔，39为透明橡胶管一，40为透明橡胶管二。具体实施方式以下结合附图详述本专利技术。一种粘性土起动冲刷试验设备，包括粘性土样制备装置、粘性土冲刷装置、水槽14、水槽连接装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述水槽14上部，所述水槽连接装置设置在所述水槽14的下部，所述粘性土冲刷装置通过所述水槽连接装置与水槽14连接。如图5-6所示，所述粘性土样制备装置由有机透明玻璃箱和抽真空设备组成，所述有机透明玻璃箱底部中心设有开孔38，所述抽真空设备由真空桶35和真空泵37组成，透明橡胶管一39的一端与所述真空桶35连通，另一端通过所述开孔38与所述有机透明玻璃箱连通，所述真空桶35通过透明橡胶管二40与所述真空泵37连通；所述真空桶35上设有压力表36。所述有机透明玻璃箱内部的长宽高尺寸为40cm×20cm×20cm，其厚度为1cm，所述有机透明玻璃箱的底部铺有一层有机透明玻璃板31，有机透明玻璃板31的尺寸为40cm×本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘性土起动冲刷试验设备，其特征在于，包括粘性土样制备装置、粘性土冲刷装置、水槽(14)、水槽连接装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述水槽(14)上部，所述水槽连接装置设置在所述水槽(14)的下部，所述粘性土冲刷装置通过所述水槽连接装置与水槽(14)连接；所述粘性土样制备装置由有机透明玻璃箱和抽真空设备组成，所述抽真空设备由真空桶(35)和真空泵(37)组成；所述真空桶(35)通过一条透明橡胶管一(39)与有机透明玻璃箱连通，所述真空桶(35)通过一条透明橡胶管二(40)与所述真空泵(37)连通；所述真空桶(35)上设有压力表(36)；所述有机透明玻璃箱的底部铺有一层有机透明玻璃板(31)，在所述有机透明透水板(31)上铺有一层透水土工布(32)，在所述透水土工布(32)的上面为已搅拌好的粘性土浆(33)，在所述粘性土浆(33)表面覆盖有一层塑料薄膜(34)；所述粘性土冲刷装置包括上托盘(1)、下托盘(2)、镀锌螺丝(3)、有机透明玻璃法兰(4)、粘性土样(5)、钢珠(6)、有机透明玻璃管(7)、密封钢管(8)、丝杆(9)和把手(10)；圆柱形的粘性土样(5)放置在所述上托盘(1)上，所述上托盘(1)和下托盘(2)的直径均与粘性土样(5)直径一致，所述钢珠(6)镶嵌在上托盘(1)底部，通过钢珠(6)将上托盘(1)和下托盘(2)连接；所述有机透明玻璃法兰(4)包括上法兰和下法兰，所述有机透明玻璃管(7)设置在所述上法兰和下法兰之间；所述密封钢管(8)上端设有不锈钢法兰(21)，所述不锈钢法兰(21)和所述有机透明玻璃法兰(4)的下法兰通过镀锌螺丝(3)连接固定；所述密封钢管(8)的底端和所述不锈钢法兰(21)中间均设有与所述丝杆(9)的外径相匹配的通孔；所述把手(10)设置在所述丝杆(9)的下端，所述丝杆(9)从下至上依次穿过所述密封钢管(8)底端的通孔、所述不锈钢法兰(21)的通孔和所述有机透明玻璃管(7)，所述丝杆(9)上端与所述下托盘(2)固定连接；在所述密封钢管(8)底端的通孔处设有内丝螺母(20)；在所述不锈钢法兰(21)的所述通孔的上部和下部各设有一个圆形凹槽，两个所述圆形凹槽内各设有一个骨架油封(19)；所述水槽连接装置包括水槽底部有机透明玻璃管(17)和位于所述水槽底部有机透明玻璃管(17)底端的水槽连接法兰(11)，所述水槽(14)的底部设有与所述水槽底部有机透明玻璃管(17)匹配的开口；所述水槽底部有机透明玻璃管(17)分别与所述水槽(14)的开口部位及所述水槽连接法兰(11)固定连接；所述水槽连接法兰(11)与所述有机透明玻璃法兰(4)的上法兰通过镀锌螺栓3固定连接在一起，所述水槽连接法兰(11)与所述有机透明玻璃法兰(4)的上法兰之间设有橡胶垫(18)；所述拍摄装置包括照明光源(12)和摄像机(13)，所述照明光源(12)设置在所述水槽(14)内侧壁上，所述摄像机(13)通过平行角钢(16)固定在水槽(14)的支架上。...

【技术特征摘要】
1.一种粘性土起动冲刷试验设备，其特征在于，包括粘性土样制备装置、粘性土冲刷装置、水槽(14)、水槽连接装置和拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述水槽(14)上部，所述水槽连接装置设置在所述水槽(14)的下部，所述粘性土冲刷装置通过所述水槽连接装置与水槽(14)连接；所述粘性土样制备装置由有机透明玻璃箱和抽真空设备组成，所述抽真空设备由真空桶(35)和真空泵(37)组成；所述真空桶(35)通过一条透明橡胶管一(39)与有机透明玻璃箱连通，所述真空桶(35)通过一条透明橡胶管二(40)与所述真空泵(37)连通；所述真空桶(35)上设有压力表(36)；所述有机透明玻璃箱的底部铺有一层有机透明玻璃板(31)，在所述有机透明透水板(31)上铺有一层透水土工布(32)，在所述透水土工布(32)的上面为已搅拌好的粘性土浆(33)，在所述粘性土浆(33)表面覆盖有一层塑料薄膜(34)；所述粘性土冲刷装置包括上托盘(1)、下托盘(2)、镀锌螺丝(3)、有机透明玻璃法兰(4)、粘性土样(5)、钢珠(6)、有机透明玻璃管(7)、密封钢管(8)、丝杆(9)和把手(10)；圆柱形的粘性土样(5)放置在所述上托盘(1)上，所述上托盘(1)和下托盘(2)的直径均与粘性土样(5)直径一致，所述钢珠(6)镶嵌在上托盘(1)底部，通过钢珠(6)将上托盘(1)和下托盘(2)连接；所述有机透明玻璃法兰(4)包括上法兰和下法兰，所述有机透明玻璃管(7)设置在所述上法兰和下法兰之间；所述密封钢管(8)上端设有不锈钢法兰(21)，所述不锈钢法兰(21)和所述有机透明玻璃法兰(4)的下法兰通过镀锌螺丝(3)连接固定；所述密封钢管(8)的底端和所述不锈钢法...

【专利技术属性】
技术研发人员：许琳娟，李军华，江恩慧，赵万杰，魏巍，王远见，田世民，张向萍，张超凡，赵险峰，董其华，张清，刘燕，刘杰，程娅静，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41