溢流水箱同步叠装窄槽管自溃堤坝断面试验方法技术

溢流水箱同步叠装窄槽管的自溃堤坝断面试验方法，属于水工原型试验与模型试验技术领域，本发明专利技术包括：溢流水箱同步叠装明窄槽包括同步叠装窄槽、支撑框架、回水槽(3)、溢流高位水箱、回水井(5)、试验断面(6)。溢流水箱同步叠装有压窄管增加压板（1‑7）、注水管（1‑8）、隔板（4‑4）。自溃堤坝断面试验方法包括粘土防渗体局部原型窄槽试验（F‑1）、粘土防渗体局部原型有压窄管（F‑2）、非粘性易冲砂石土堤坝体局部原模型窄槽试验（F‑3）、原状固结粘土挖槽试验（F‑4）、自溃堤坝整体原型窄槽试验（F‑5）。本发明专利技术本发明专利技术适用于漫流自溃堤坝试验研究，且试验简单、造价低、试验结果无缩尺影响。

【技术实现步骤摘要】
溢流水箱同步叠装窄槽管自溃堤坝断面试验方法
本专利技术属于水工原型与模型试验
，也属于堤坝非常分洪水利工程
，具体涉及溢流水箱同步叠装窄槽管的自溃堤坝断面试验方法。
技术介绍
2017年美国具有最高大坝的奥洛维尔水库主副溢洪道同时发生险情，这不仅暴露露天混凝土普遍面临的养护维修问题，也敲响了单一溢洪道水库的安全警钟。1997年巴西因闸门操作员离开电厂进午餐，导致DaCunha坝满坝溃决及下游坝连锁溃决，说明设置自溃堤坝非常溢洪道具有安全保障意义。30年代以来有8座铪坝、7座土石坝炸坝案例。尤其叶兴等人专利技术的土工合成材料自溃堤坝,它造价低廉、自动开启、管理方便，它可以用于解决众多中小型堤坝与建筑物水毁问题，它可以应对战争水攻、完善淤地坝治理黄河。中国古有都江堰的飞沙堰。1959年美国人E.RoyTinney采用与筑坝材料相同的室内小比尺模型试验，再辅以室外大比尺自溃坝原型试验，这开启自溃坝试验研究的方法，因为自溃坝超标准洪水启用概率小、造价低、自动开启、养护维修与管理方便的优点。立即引起世界各国斥巨资进行跟进研究。1978年土耳其的F•塞图尔克在《一种新型的溢洪道:自溃式溢洪道》提出利用引冲槽解决硬化路面抗冲问题。中国河南75.8以后，也进行了浙江南山水库等多处现场原型试验。张克健在《浙江水库泄洪建筑物概况及有关水力学问题》指出“从试验中取得的经验说明:现场原型或大比例尺模型试验非但耗资甚大,且试验资料也仅能说明在该种坝型及该种试验条件下的坝体冲刷情况,无法为自溃坝设计提供一般可资应用的分析计算方法。”也列举“自溃堤坝没有及时自溃的案例”。南山水库自溃坝试验报告提出“新建坝体(试验坝)与经过长期固结后坝体对冲刷率的影响”的问题，2004年郭军在《Hydroplus一一种新型的防洪挡水式自溃堰》推荐德国人lemperiere的专利技术专利Hydropuls，指出“自溃坝长期的固结使之在洪水期难以被冲毁，非但没有起到防洪保坝的目的，反而增加了洪水漫溢大坝的危险，因此常引起工程界的关注与争议”。但是，威士兰摩焦利坝的自溃式非常溢洪道成功启动运用实例，及比比皆是的堤坝溃决，又说明自溃堤坝具有可行性。2003年朱勇辉介绍欧美国家土坝溃坝数值模拟，并进行均质坝溃坝模型试验。2009年至2012年陈生水等人采用新型离心模型试验进行大量溃坝试验与数值模拟对比研究。综上所述，国内外无论是自溃坝研究还是溃坝研究，无论是传统的试验还是离心模型试验，一直沿用E.RoyTinney的原型材料进行缩尺试验方法，其试验结果仅是具体工程参考，无法通用，无试验支撑的量化自溃坝设计理论，无自溃堤坝设计规范。E.RoyTinney方法的局限性：其一是现有试验方法材料不相似，尤其是粘土防渗体无法进行缩尺模型试验模拟，固结粘土防渗体用此法更无法模拟，固结粘土是争议的焦点也是试验研究的空白点；其二是现有室内外的试验设备试验供水流量、上游水位与实际工程不相似，试验供水量无法满足溃堤坝流量由缓慢到急剧增加的变化，试验上游水位急剧下降无法与实际库水位相对稳定情况的相似，它难于找到溃决过程的通用量化规律，斥巨资大比尺室外试验，无法多次对比试验，也难于详细观察找出量化规律；其三是现有室内外试验设备无法满足原型试验供水。前人这些研究十分珍贵，但是，这种试验方法无法建立量化设计的自溃堤坝设计规范，它无法满足大量的中小型自溃堤坝的设计需求，无法满足社会经济发展的需求。叶兴等人针对这些问题专利技术一种自溃堤坝分洪道的设计方法（2018109442941，本专利技术用新型自溃堤坝设计理论、新型自溃堤坝简称该方法的理论与结构），量化设计自溃堤坝，提出顶部原型试验的方法获取设计指标。它迫切需要通用的试验方法获取量化设计指标，为建立自溃堤坝设计规范提供试验支撑。迫切需要试验验证已经修建的大量自溃坝的固结粘土是否存在问题，因为它涉及到国土安全。
技术实现思路
本专利技术的目的:专利技术新型试验设备解决现有室内外的试验设备试验供水流量、上游水位与实际工程不相似的难题，解决原型试验供水难题；专利技术新型试验方法解决现有试验方法材料不相似的难题，尤其解决争议的“固结粘土”试验的难题。它支撑叶兴的新型自溃堤坝设计理论、新型自溃堤坝结构，为通用的自溃堤坝量化设计、为建立自溃堤坝设计规范提供试验设备与方法。本专利技术适用于叶兴等人的新型自溃堤坝试验、传统漫流自溃堤坝试验研究、室外自溃堤坝试验研究、溃坝机理研究、土工合成材料分洪道结构试验研究。为实现以上目的，本专利技术核心技术是溢流水箱同步叠装明窄槽与溢流水箱同步叠装有压窄管试验设备，自溃堤坝断面试验方法获取通用自溃堤坝设计指标与自溃堤坝溃决过程。上述的目的通过以下的技术方案实现：溢流水箱同步叠装窄槽管的自溃堤坝断面试验方法,利用溢流水箱同步叠装明窄槽与溢流水箱同步叠装有压窄管试验设备，采用自溃堤坝断面试验方法，获取自溃堤坝量化设计指标与自溃堤坝溃决过程。为了进一步实现以上的目，溢流水箱同步叠装明窄槽，它包括同步叠装窄槽、支撑框架、回水槽、溢流高位水箱、回水井、试验断面，同步叠装窄槽与试验断面的制作同步叠装；同步叠装窄槽包括双侧同步叠装窄槽、单侧同步叠装窄槽，双侧同步叠装窄槽包括左同步叠装板、右同步叠装板、底板、尾门、消浪栅、可变堰台，其中一侧同步叠装板在试验断面处设置透明观察口；单侧同步叠装窄槽，其中一侧为叠装板，另一侧为固定板墙；同步叠装板包括栓扣、单元板，单元板、止水；支撑框架包括三角支架、矩形框、立柱、底梁、联系梁；溢流高位水箱包括箱体、活动溢流堰板、进水管。为了进一步实现以上的目，溢流水箱同步叠装有压窄管，它包括同步叠装有压窄管、支撑框架、回水槽、溢流有压高位水箱、回水井、试验断面、有压水体；同步叠装有压窄管包括双侧同步叠装有压窄管、单侧同步叠装有压窄管，双侧同步叠装有压窄管包括左同步叠装板、右同步叠装板、底板、尾门、消浪栅、可变堰台、压板、注水管，其中一侧叠装板在试验断面处设置透明观察口；压板两端栓扣连接同步叠装板，接缝设置橡胶止水；溢流有压高位水箱包括箱体、活动溢流堰板、进水管、隔板。为了进一步实现以上的目，自溃堤坝断面试验方法，以典型的子土工防渗板母粘土心墙自溃堤坝为例，粘土防渗体局部原型窄槽试验包括粘土防渗体局部原型断面底端连接可变堰台，粘土防渗体局部原型断面包括母粘土心墙、母砂石堤坝体、母非粘性易冲砂石土堤坝区。粘土防渗体局部原型有压窄管包括粘土防渗体局部原型断面、可变堰台、有压水体、压板，粘土防渗体局部原型断面依次包括母粘土心墙、母砂石堤坝体、母非粘性易冲砂石土堤坝区。非粘性易冲砂石土堤坝体局部原模型窄槽试验包括砂石土局部原模型断面、可变堰台，砂石土局部原模型断面包括子土工防渗板、子非粘性易冲砂石土堤坝体、母非粘性易冲砂石土堤坝区,砂石土局部原模型断面包括断面尺寸与材料均是原型的非粘性易冲砂石土堤坝体局部原型断面及断面尺寸与材料均满足几何相似的非粘性易冲砂石土堤坝体局部模型断面。原状固结粘土挖槽试验，原状固结粘土挖槽，槽内修整成固结粘土心墙，固结粘土心墙连接左同步叠装板及右同步叠装板，槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.溢流水箱同步叠装窄槽管的自溃堤坝断面试验方法, 其特征在于它包括，利用溢流水箱同步叠装明窄槽与溢流水箱同步叠装有压窄管试验设备，采用自溃堤坝断面试验方法，获取自溃堤坝量化设计指标与自溃堤坝溃决过程。/n

【技术特征摘要】
1.溢流水箱同步叠装窄槽管的自溃堤坝断面试验方法,其特征在于它包括，利用溢流水箱同步叠装明窄槽与溢流水箱同步叠装有压窄管试验设备，采用自溃堤坝断面试验方法，获取自溃堤坝量化设计指标与自溃堤坝溃决过程。


2.根据权利要求1所述溢流水箱同步叠装明窄槽，其特征在于：它包括同步叠装窄槽外面连接支撑框架，同步叠装窄槽一侧连接回水槽(3)，同步叠装窄槽上游连接溢流高位水箱，同步叠装窄槽尾端连接回水井(5)，同步叠装窄槽内置试验断面(6)，同步叠装窄槽与试验断面(6)的制作同步叠装；同步叠装窄槽，它包括双侧同步叠装窄槽、单侧同步叠装窄槽，所述双侧同步叠装窄槽，它包括左同步叠装板(1-1)、右同步叠装板(1-2)、底板(1-3)、尾门(1-4)、消浪栅(1-5)、可变堰台(1-6)，其中一侧同步叠装板在试验断面(6)处设置透明观察口；所述单侧同步叠装窄槽，其中一侧为同步叠装板，另一侧为固定板墙；同步叠装板,它由栓扣(a2)连接单元板（A），单元板（A）接缝处设置止水（a1）；所述支撑框架，它包括三角支架（2-1）、矩形框（2-2）、立柱（2-3）、底梁（2-4）、联系梁（2-5）；所述溢流高位水箱，它包括箱体（4-1）、活动溢流堰板(4-2)、进水管（4-3）。


3.根据权利要求1所述溢流水箱同步叠装有压窄管，其特征在于：它依次包括同步叠装有压窄管、支撑框架、回水槽(3)、溢流有压高位水箱、回水井(5)、试验断面(6)、有压水体（7）；同步叠装有压窄管，它包括双侧同步叠装有压窄管、单侧同步叠装有压窄管，所述双侧同步叠装有压窄管，它包括左同步叠装板(1-1)、右同步叠装板(1-2)、底板(1-3)、尾门(1-4)、消浪栅(1-5)、可变堰台(1-6)、压板（1-7）、注水管（1-8），其中一侧叠装板在试验断面(6)处设置透明观察口；压板（1-7）两端栓扣(a2)连接左同步叠装板(1-1)、右同步叠装板(1-2)，接缝设置橡胶止水（a3）；所述溢流有压高位水箱，它包括箱体（4-1）、活动溢流堰板(4-2)、进水管（4-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兴，杨旭，
申请(专利权)人：叶兴，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23