堤基管涌生成、发展的物理模型以及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种堤基管涌生成、发展的物理模型以及监测方法，本发明专利技术模型分为堤基管涌生成、发展部分和孔隙压力传感器设备监测部分。本发明专利技术可以获得管涌反侵速度、临界总水头、临界总水平平均水力比降、总水头和总渗流量过程曲线、管涌发生发展的时间等数据；可调节水槽位置，制备和移除砂样时将水槽固定在垂直位置上，大大增加试验效率；孔隙压力传感器可以实时记录各个压力端口的孔隙压力，并通过隔离总线数据采集设备数据汇总，输出线连接计算机显示；下游恒水头槽的标尺输出线连接计算机并验证流量计读数。故可以两者互相验证可行性。故可以两者互相验证可行性。故可以两者互相验证可行性。

【技术实现步骤摘要】
堤基管涌生成、发展的物理模型以及监测方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程的土体内部结构及挟沙水流动力物模试验领域，具体涉及堤基管涌生成、发展的物理模型以及相应的监测方法。

技术介绍

[0002]堤基管涌指堤防在内外水头差作用下（特别是汛期），在砂性透水层形成管状渗流通道的现象，其过程涵盖隆起、管涌、流土等多种渗透变形，其在堤防抢险场景中也称作泡泉、泉涌、翻砂鼓水等。
[0003]通常，管涌首先于下游渗流出口处出现砂沸、携砂出流现象，逐渐沿堤基砂层与堤身底部或堤基表土覆盖层等的接触面向上游回溯发展，逐渐形成管状渗流通道，并由通道向下游渗流出口处输砂。当达到一定水头时，管涌通道发展更加迅速最终与上游水体连通导致堤防溃决。
[0004]堤基管涌严重威胁堤防工程和堤防保护区内人民的生命财产安全。从工程角度来看，管涌给堤基的稳定性带来巨大风险，直接或间接地对附近或偏远水下基础设施造成冲击，是大坝和防洪堤溃坝前最常见的原因之一。
[0005]前人研究文献报道过许多发生在世界各地的堤基管涌事件。但由于堤基管涌通道在堤基内部，其发展本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.堤基管涌生成、发展的物理模型，其特征在于，分为堤基管涌生成、发展部分和孔隙压力传感器设备监测部分；所述的堤基管涌生成、发展部分包括水槽、上游墙、下游墙、流量计、上游恒水头槽和下游恒水头槽；所述水槽内装入透水砂样，水槽顶部的透明亚克力板覆盖在砂样上模拟堤身或堤基表层不透水层，模拟砂性堤基在水平渗透水力比降作用下发生的管涌现象；所述的上游墙和下游墙将透水砂样固定在设定的位置；上游墙扩散入流并确保统一的上游边界条件；上游墙与进口墙之间被垂直板隔开；上游墙和下游墙上分布有诸多过水孔，允许水流通过；所述下游墙安装若干个钢弹簧支撑在出口墙，下游墙的顶部边缘是一个V形缺口，而平边缘位于水槽的底部；所述的流量计记录流量，安装在水槽的上游位置测入流量，流量计连接到隔离总线数据采集设备，以获得每秒时间间隔的流量数据；所述的上游恒水头槽使用恒压罐保持恒定水头；恒压罐的高度可调节，软管不断地向这个上游恒水头槽供水，以保持水槽充满水；所述的下游恒水头槽放置标尺，和隔离总线数据采集设备数据输出线连接到计算机；通过标尺获得每隔一段时间收集的水的重量，记录测量的持续时间，以估计流量，并将其与流量计读数进行比较验证结果；所述的孔隙压力传感器设备监测部分包括孔隙压力传感器，用于实时收集孔隙压力，在水槽侧壁设有两排若干个螺纹端孔用于测量孔隙压力；孔隙压力传感器与螺纹端孔通过无线探头以自动记录压力，并手动测量上游端口和下游端口的压力；每个孔隙压力传感器都与直流电源连接，由连接到计算机的隔离总线数据采集设备差分通道读取输出电压，获取并记录孔隙压力传感器的电压。2.根据权利要求1所述的堤基管涌生成、发展的物理模型，其特征在于，所述的水槽直接连接到一个独立的矩形支撑铝框架上，该矩形支撑铝框架内含带有滚珠轴承的钢杆支架。3.根据权利要求1所述的堤基管涌生成、发展的物理模型，其特征在于，所述的过水孔用滤布覆盖。4.根据权利要求1所述的堤基管涌生成、发展的物理模型，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺治国，韩东睿，叶漪琦，林颖典，焦鹏程，朱瑞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：