一种多功能室内降雨入渗试验装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于降雨入渗实验技术领域，公开了一种多功能室内降雨入渗试验装置及其试验方法，降雨装置放置在试验土柱桶上方；降雨装置的进水口处稍外侧一些的地方安装涡轮流量计传感器；在试验土柱桶相应的位置设置有3排圆孔，3排圆孔分别为基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口，基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口分别放置基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器；上述传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机。本发明专利技术可以实现选择单个或者多个试验数据的读取；同时可以将多项数据的记录同步到一个时间点上。

A multifunctional indoor rainfall infiltration test device and its test method

The invention belongs to the technical field of rainfall infiltration experiment, and discloses a multifunctional indoor rainfall infiltration test device and its test method. The rainfall device is placed on the top of the test soil column barrel; a turbine flowmeter sensor is installed on the slightly outside of the water inlet of the rainfall device; three rows of round holes are arranged at the corresponding position of the test soil column barrel, and three rows of round holes are matrix suction sensors respectively Port, water content sensor port, air pressure sensor port, matrix suction sensor port, water content sensor port and air pressure sensor port are respectively placed with matrix suction sensor, water content sensor and air pressure sensor; the above sensors pass the collected data to the data acquisition instrument in the form of electric signal, and the data acquisition instrument stores the data and transmits it to the computer through the data line. The invention can realize the reading of selecting single or multiple test data; meanwhile, the recording of multiple data can be synchronized to a time point.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能室内降雨入渗试验装置及其试验方法
本专利技术属于降雨入渗实验
，尤其涉及一种多功能室内降雨入渗试验装置及其试验方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：滑坡灾害是常见的地质灾害，不仅对人民的生命财产安全构成严重的威胁，还会对交通、生态构成很大的损坏。降雨入渗是引起土体滑坡的重要原因。在斜坡上，雨水的大量下渗，导致斜坡土体饱和，增加了斜坡上土体的重量，同时降低了斜坡土石层之间的抗剪强度，从而发生滑坡。众多降雨引起滑坡的实例表明，斜坡在降雨条件下发生滑移，主要是由于雨水的下渗引起了土体内部气压、基质吸力、含水率、抗剪强度的变化。例如雨水的不断下渗，使得土体内部的气体不断地被压缩，同时土体的排气状况影响了水的入渗和含水率以及基质吸力的变化，从而影响土体抗剪强度的变化，最终影响滑坡是否产生。因此，在进行室内降雨入渗试验，对土体内部不同参数的变化进行研究时，如何能进行全面的参数采集，如何使得测量的各项数据能统一在一个时间点上成为研究土体降雨入渗的关键所在。但是，现有的室内降雨入渗试验装置大多从降雨强度、降雨量、孔隙水压力、基质吸力等相关的参量单独制作，采集的数据相对较为单一，研究降雨入渗规律也具有较大的片面性；同时现有的室内降雨入渗试验装置人工读取数据无法统一到同一个时间点上。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有的室内降雨入渗试验装置大多从降雨强度、降雨量、孔隙水压力、基质吸力等相关的参量单独制作，采集的数据相对较为单一，研究降雨入渗规律也具有较大的片面性。(2)现有的室内降雨入渗试验装置在同时对多项数据进行采集时，各项数据的采集无法统一到同一个时间点上。解决上述技术问题的难度：(1)现阶段的降雨入渗试验装置对于数据的采集大多是试验员进行读数和记录，试验过程中数据变化快速，同时对多项数据进行人工记录在时间上存在一定的误差，使得降雨入渗规律研究结果产生较大误差。在人工条件下，将数据准确地统一到同一时间点上是不能实现的。(2)降雨入渗时，土体表面产流以及土体内水的入渗规律与多项参数有关，现阶段采用的仪器，只能对某一项或几项不够全面的数据进行采集，依此进行研究分析具有较大的片面性，无法准确揭示土体的产流与入渗机理，准确研究上述规律需要观测更加全面的数据，试验仪器全面合理设置各类型的测量传感器可以解决数据观测不全面的问题。解决上述技术问题的意义：(1)该专利技术装置设置了全面的降雨入渗所需的各类传感仪器，实现数据采集的电子化，可以同时全面采集土体降雨入渗的各类数据，保证采集到的各类数据在同一时间点上。只有对同一时间点上的各类数据进行机理或相关性分析，才能正确揭示土体的入渗规律；(2)该专利技术装置可对测量传感器采集时间进行设定，使得试验数据采集时间可根据研究需要进行调节，使研究结果更加精确。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种多功能室内降雨入渗试验装置及其试验方法，解决了现有技术装置不能全面采集土壤在降雨入渗时的数据，试验数据难以统一到同一时间点上的问题。本专利技术是这样实现的，一种多功能室内降雨入渗试验装置设置有：供水装置；供水装置的出水口与降雨装置的进水口通过橡胶软管相连；降雨装置放置在试验土柱桶上方；降雨装置的进水口处稍外侧一些的地方安装涡轮流量计传感器，涡轮流量计传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机；试验土柱桶上端开口，在距离试验土柱桶上端口一定距离处设有超渗产流口；在超渗产流口正下方以及和超渗产流口呈90°的两个侧壁上，在距超渗产流口处以一定距离分别设有5个大小相同的圆孔，形成3排圆孔；3排圆孔分别为基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口，基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口分别放置基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器；基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪存储并通过数据线传递给计算机；超渗产流口通过橡胶软管连接到开口容器，在开口容器内设有液位计传感器；液位计传感器同样将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪存储并通过数据线传递给计算机。进一步，所述供水装置设置有马氏瓶，马氏瓶上端设有进水口，马氏瓶下端设有出水口；马氏瓶上平面的中心位置设有平衡口，马氏瓶通过平衡口插接有平衡管；马氏瓶出水口通过管道与降雨装置的进水口连接。进一步，所述3排圆孔设置的位置为在超渗产流口正下方以及和超渗产流口呈90°的两个侧壁上，在距超渗产流口分别13cm、31cm、49cm、67cm、85cm处设有5个大小相同的圆孔。进一步，所述降雨装置上端开口，降雨装置侧壁开有进水口，降雨装置底部开有均匀分布大小适宜的圆孔。进一步，所述降雨装置外侧底部相应圆孔处粘上针筒，根据试验研究的需要配置相应大小的针头。进一步，所述马氏瓶出水口应与降雨装置的进水口在同一水平线上。进一步，所述试验土柱桶底部放置3块直径为4cm，高度为5cm的支撑圆柱，支撑圆柱上放置直径为15cm，厚度0.5cm的铁饼，且在上面打和降雨装置底部相同大小和分布的圆孔，在铁饼上放置同样大小的滤纸。进一步，所述试验土柱桶最底部的中心位置设有底部溢流口，溢流口通过橡胶软管与密闭容器相连接，密闭容器内装有液位计传感器，液位计传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪存储并通过数据线传递给计算机。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述的多功能室内降雨入渗试验装置的实验方法，所述实验方法，具体包括以下步骤：步骤一，关闭供水装置的出水口，从进水口对马氏瓶进行供水，达到试验需求的水量后，将平衡管从平衡口插入，并控制好平衡管距马氏瓶底部的距离；步骤二，将供水装置的出水口与降雨装置的进水口放在同一水平线上，打开供水装置的出水口，对降雨装置进行供水；步骤三，用数据采集仪对连接到上面的各类传感器的电信号进行收集和存储，并将数据传输到计算机，根据各传感器相应的软件来进行换算成试验数据。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术中对于降雨入渗试验中土体内部的数据，既可以实现单个数据的采集，也可以进行多项数据的采集；同时也可以对相应的传感器进行替换，测量其他的数据。本专利技术对于试验数据可以实现全自动化采集，对于多项数据的记录可以同步到一个时间点上，方便进行数据的统筹分析。本专利技术既具有降雨强度可控，也实现了试验过程数据记录的自动化，同时在保证供水装置水量充足的条件下，可以实现任意时长的降雨入渗，也可在降雨停止后，观察雨水的不断入渗对土体各项参数的影响，使得试验情况更接近工程实际，提高试验结果的可靠性和试验过程的自动化程度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的多功能室内降雨入渗试验装置结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的供水装置结构示意图。图3是本专利技术实施例提供的的降雨装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能室内降雨入渗试验装置，其特征在于，所述多功能室内降雨入渗试验装置设置有：/n供水装置；/n供水装置的出水口与降雨装置的进水口通过橡胶软管相连；降雨装置放置在试验土柱桶上方；/n降雨装置的进水口处稍外侧一些的地方安装涡轮流量计传感器，涡轮流量计传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机；/n试验土柱桶上端开口，在距离试验土柱桶上端口一定位置处设有超渗产流口；在超渗产流口正下方以及和超渗产流口呈90°的两个侧壁上，在距超渗产流口处一定距离分别设有5个大小相同的圆孔，形成3排圆孔；3排圆孔分别为基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口，基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口分别放置基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器；/n基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机。超渗产流口通过橡胶软管连接到开口容器，在开口容器内设有液位计传感器；液位计传感器同样将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪存储并通过数据线传递给计算机。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多功能室内降雨入渗试验装置，其特征在于，所述多功能室内降雨入渗试验装置设置有：
供水装置；
供水装置的出水口与降雨装置的进水口通过橡胶软管相连；降雨装置放置在试验土柱桶上方；
降雨装置的进水口处稍外侧一些的地方安装涡轮流量计传感器，涡轮流量计传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机；
试验土柱桶上端开口，在距离试验土柱桶上端口一定位置处设有超渗产流口；在超渗产流口正下方以及和超渗产流口呈90°的两个侧壁上，在距超渗产流口处一定距离分别设有5个大小相同的圆孔，形成3排圆孔；3排圆孔分别为基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口，基质吸力传感器口、含水率传感器口、气压传感器口分别放置基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器；
基质吸力传感器、含水率传感器、气压传感器将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪将数据存储并通过数据线传递给计算机。超渗产流口通过橡胶软管连接到开口容器，在开口容器内设有液位计传感器；液位计传感器同样将采集到的数据以电信号的形式传递给数据采集仪，数据采集仪存储并通过数据线传递给计算机。


2.如权利要求1所述的多功能室内降雨入渗试验装置，其特征在于，所述3排圆孔设置的位置为在超渗产流口正下方以及和超渗产流口呈90°的两个侧壁上，在距超渗产流口分别13cm、31cm、49cm、67cm、85cm处设有5个大小相同的圆孔。


3.如权利要求1所述的多功能室内降雨入渗试验装置，其特征在于，所述降雨装置上端开口，降雨装置侧壁开有进水口，降雨装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志翔，宋新伟，龚超凡，赵素华，韩宪东，林瑞杰，张玲洁，
申请(专利权)人：西藏农牧学院，
类型：发明
国别省市：西藏;54