一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型及方法技术

本发明专利技术涉及水环境生态治理技术领域，具体涉及一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型及方法，泄槽装置的进水端与蓄水装置的出水口连通，泄槽装置的出水端底部连接有第一升降结构，泄槽装置的出水端连接有尾水池，进水池内设置有压力水泵，压力水泵通过管道与蓄水装置入水口连通，压力水泵与蓄水装置入水口连通的管道上连接有进水阀门，本发明专利技术的模型得到抗冲刷性能最强的多因素的优化配置组合，然后将确定的具有最佳抗冲刷性的多因素优化配置组合应用于蜂巢约束系统生态驳岸设计中，促进蜂巢约束系统在水环境治理工程中的推广及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型及方法
本专利技术涉及水环境生态治理
，具体涉及一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型及方法。
技术介绍
以往的河道整治建设工程中，多使用传统护岸。传统护岸往往受限于防洪、引水、航运等基本功能，通常采用浆砌块石、硬质挡墙、现浇混凝土挡墙等硬质材料，在满足岸坡稳定和防洪安全等要求的情况下，忽略了河流的生态功能。近年来，在河道整治中，生态驳岸设计需要考虑岸坡安全稳定、生态保护、绿化景观打造等多样化的要求。生态驳岸工程材料多为植物或者天然工程材料，主要确保水、土、植物能够相互联系，力求达到不破坏水土自适应通道、护岸材料天然化、投资合理化。随着对环境保护的意识的逐渐增强，生态驳岸得到了越来越广泛的应用。材料科学的蓬勃发展，使生态驳岸可使用的材料得到了极大的扩展。蜂巢约束系统作为新兴土工合成材料，具有透水、保土、固土、改善负载性能等特点，在生态驳岸工程中得到越来越广泛的应用。但是目前还没有得到大规模的推广，蜂巢约束系统中蜂巢格室的抗冲刷特性还未得到充分研究证明，因此有必要建立试验模型，对蜂巢格室的抗冲刷性进行研究，为采用蜂巢约束系统进行水环境治理工程边坡设计提供依据。
技术实现思路
本专利技术完善了现有技术的不足，提供了一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型及方法，尤其是具有为采用蜂巢约束系统进行水环境治理工程的边坡设计提供依据的特点。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，包括蓄水装置、泄槽装置、尾水池、进水池，所述泄槽装置的进水端与蓄水装置的出水口连通，泄槽装置内设置有用于模拟实际蜂巢约束岸坡的蜂巢约束系统盘，所述泄槽装置的底部连接有多个支撑架，所述泄槽装置的出水端底部连接有第一升降结构，泄槽装置的出水端连接有尾水池，所述进水池通过管道与蓄水装置入水口连通，进水池内设置有压力水泵，压力水泵与管道连通，压力水泵与蓄水装置入水口连通的管道上连接有进水阀门，所述蓄水装置的出水口设置在蓄水装置的底部。进一步地，所述的蓄水装置的侧壁上设置有水位观察口，水位观察口上密封连接有水位观察管。进一步地，所述的泄槽装置包括过渡段、试验段和尾部段，过渡段、试验段和尾部段之间依次固定连接，过渡段和尾部段的结构相同，试验段内设置有凹槽，凹槽内放置蜂巢约束系统盘。进一步地，所述的蓄水装置的出水口设置有压段，有压段与泄槽装置之间通过柔性件密封连接，所述有压段为两端开口的一体成型筒状结构，其中有压段的端面结构与过渡段端面结构相同，且二者通过柔性件密封连接。进一步地，所述的泄槽装置的进水端的底部还连接有转轴结构，转轴结构的底部固定连接在支撑架上。进一步地，所述的过渡段、试验段和尾部段均为两端及顶部开口的凹槽结构，所述过渡段、试验段和尾部段的底部均设置有水平面段和连接在水平面段一侧的可调整面段，所述水平面段的另一侧垂直连接有第一挡水面段，所述过渡段、试验段和尾部段底部的水平面段一侧与可调整面段一侧活动连接，所述过渡段、试验段和尾部段底部的可调整面段向外延伸的一侧垂直与水平面设置有第二挡水面段，所述第二挡水面段与第一挡水面段顶部高度保持一致，所述试验段底部的可调整面段上开有用于放置蜂巢约束系统盘的凹槽。进一步地，所述的水平面段一侧与可调整面段一侧通过铰接系统铰接，铰接系统包括第一面板和第二面板，第一面板和第二面板之间通过转轴转动连接，第一面板和第二面板分别通过螺钉固定在水平面段与可调整面段的底部，水平面段与可调整面段的连接处还通过密封胶密封。进一步地，所述的过渡段、试验段和尾部段上的第二挡水面段外侧壁上分别固定连接有第二升降结构，第二升降结构的底部连接在支撑架上。进一步地，所述的第一升降结构包括基座、换向结构、丝杆、螺帽、承载横梁、传动轴和转轮，所述基座设置有两个，两个基座上均固定连接有换向结构，传动轴贯穿两个换向结构，传动轴的一端连接转轮，所述两个换向结构竖直方向上均连接有丝杆，两个丝杆上均连接有螺帽，两个螺帽之间固定连接承载横梁，所述泄槽装置的出水端底部位于承载横梁上。一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型的方法，包括以下方法:将制作好的不同试验工况对应的蜂巢约束系统盘分别放置在泄槽装置内，进行模拟试验；通过压力水泵从进水池内将水注入蓄水装置内；根据水位流速关系，通过调整水箱水位，控制不同工况的冲刷流速，进行模拟试验。观察并记录不同工况蜂巢约束系统盘的冲刷后的破损程度，分析各因素对蜂巢约束系统抗冲刷性的影响规律；根据各因素对蜂巢约束系统抗冲性的影响规律，通过筛选分析，确定出具有最佳抗冲性的多因素优化配置组合，然后将确定的具有最佳抗冲性的多因素优化配置组合应用于生态驳岸工程设计中。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术对不同试验工况进行模拟试验，通过观察记录各工况蜂巢约束系统盘的损坏程度，分析各因素对蜂巢约束系统抗冲性的影响规律，确定出抗冲刷性能最强的多因素的优化配置组合，然后将确定的具有最佳抗冲性的多因素的优化配置组合应用于生态驳岸工程设计中，促进蜂巢约束系统在水环境治理工程的推广及应用，节省了水环境治理工程成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的试验模型的侧视整体结构示意图。图2是本专利技术的试验模型的俯视整体结构示意图。图3为本专利技术的有压段结构示意图。图4为本专利技术的有压段内设置格栅的结构示意图。图5为本专利技术的过渡段和尾部段横截端面结构示意图。图6为本专利技术的试验段横截端面结构示意图。图7为本专利技术的泄槽装置一侧设置第二升降结构的整体结构示意图。图8为本专利技术的铰接系统的结构示意图。图9为本专利技术的转轴结构侧视的结构示意图。图10为本专利技术的转轴结构俯视的结构示意图。图11为本专利技术的第一升降结构的结构示意图。图12为本专利技术的蓄水装置即水箱的水位值与流速之间的关系曲线示意图。图中：1-蓄水装置、2-泄槽装置、3-尾水池、4-进水池、5-压力水泵、6-进水阀门、7-水位观察管、8-有压段、9-转轴结构、10-支撑架、11-第一升降结构、12-过渡段、13-试验段、14-尾部段、15-凹槽、16-转轴、17-水平面段、18-可调整面段、19-第一挡水面段、20-第二挡水面段、21-铰接系统、22-螺钉、23-蜂巢约束系统盘、24-第二升降结构、25-轴承座、26-台座、27-轴杆、28-基座、29-换向结构、30-丝杆、31-螺帽、32-承载横梁、33-传动轴、34-转轮。具体实施方式首先需要说明的是，在本专利技术各个实施例中，所涉及的术语为：蓄水装置1，用于模拟模拟实际生态驳岸河道上游水库，开闸后，水可以在一定流速下通过泄槽装置2。泄槽装置2，用于模拟实际生态驳岸，其中实际的生态驳岸为两侧多为斜坡，为控制模型规模，节约水资源，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：包括蓄水装置(1)、泄槽装置(2)、尾水池(3)、进水池(4)，所述泄槽装置(2)的进水端与蓄水装置(1)的出水口连通，泄槽装置(2)内设置有用于模拟实际蜂巢约束岸坡的蜂巢约束系统盘，所述泄槽装置(2)的底部连接有多个支撑架(10)，所述泄槽装置(2)的出水端底部连接有第一升降结构(11)，泄槽装置(2)的出水端连接有尾水池(3)，所述进水池(4)通过管道与蓄水装置(1)入水口连通，进水池(4)内设置有压力水泵(5)，压力水泵(5)与管道连接，压力水泵(5)与蓄水装置(1)入水口连通的管道上连接有进水阀门(6)，所述蓄水装置(1)的出水口设置在蓄水装置(1)的底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：包括蓄水装置(1)、泄槽装置(2)、尾水池(3)、进水池(4)，所述泄槽装置(2)的进水端与蓄水装置(1)的出水口连通，泄槽装置(2)内设置有用于模拟实际蜂巢约束岸坡的蜂巢约束系统盘，所述泄槽装置(2)的底部连接有多个支撑架(10)，所述泄槽装置(2)的出水端底部连接有第一升降结构(11)，泄槽装置(2)的出水端连接有尾水池(3)，所述进水池(4)通过管道与蓄水装置(1)入水口连通，进水池(4)内设置有压力水泵(5)，压力水泵(5)与管道连接，压力水泵(5)与蓄水装置(1)入水口连通的管道上连接有进水阀门(6)，所述蓄水装置(1)的出水口设置在蓄水装置(1)的底部。


2.根据权利要求1所述的一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：所述的蓄水装置(1)的侧壁上设置有水位观察口，水位观察口上密封连接有水位观察管(7)。


3.根据权利要求1所述的一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：所述的泄槽装置(2)包括过渡段(12)、试验段(13)和尾部段(14)，过渡段(12)、试验段(13)和尾部段(14)之间依次固定连接，过渡段(12)和尾部段(14)的结构相同，试验段(13)内设置有凹槽(15)，凹槽(15)内放置蜂巢约束系统盘(23)。


4.根据权利要求3所述的一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：所述的蓄水装置(1)的出水口设置有压段(8)，有压段(8)与泄槽装置(2)之间通过柔性件密封连接，所述有压段(8)为两端开口的一体成型筒状结构，其中有压段(8)的端面结构与过渡段(12)端面结构相同，且二者通过柔性件密封连接。


5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：所述的泄槽装置(2)的进水端的底部还连接有转轴结构(9)，转轴结构(9)的底部固定连接在支撑架(10)上。


6.根据权利要求4所述的一种测定蜂巢约束生态驳岸抗冲刷性能的试验模型，其特征是：所述的过渡段(12)、试验段(13)和尾部段(14)均为两端及顶部开口的凹槽结构，所述过渡段(12)、试验段(13)和尾部段(14)的底部均设置有水平面段(17)和连接在水平面段(17)一侧的可调整面段(18)，所述水平面段(17)的另一侧垂直连接有第一挡水面段(19)，所述过渡段(12)、试验段(13)和尾部段(14)底部的水平面段(17)一侧与可调整面段(18)一侧活动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小沛，韩冲，周晓平，刘少斌，何利涛，王瑞科，李超，贺翠玲，卫勇，张博，刘晶晶，李洋，焦梦，王倩，薛文宇，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61