一种水流冲刷试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水流冲刷试验装置，其特征在于，包括用于盛装试验用水的第一水箱，第一水箱一侧设置有出水口，第一水箱出水口处向斜下方连接设置有一个出水槽构件，出水槽构件下部的槽底面上设置有试件安装槽，还设置有能够控制第一水箱出水情况的出水控制机构。本实用新型专利技术能够更好地模拟水流的自然流动状况进行水流冲刷试验，使其能够更好地研究自然流动水体对被测试试件的冲刷作用，具有更加广义的适用性。广义的适用性。广义的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种水流冲刷试验装置


[0001]本技术涉及水流冲刷研究
，具体涉及一种水流冲刷试验装置。

技术介绍

[0002]水流的冲刷侵蚀作用，常常是河流以及溪流的河床成形以及改道的原因。河水不仅仅对土质河床冲刷作用明显，对于一些硬度较低的岩石，如砂岩。石灰岩等也有很大的侵蚀作用。故为了研究水流对岩石的冲刷侵蚀作用，需要做水流冲刷试验。另外在一些人工水利工程例如沟渠、泄洪道等水利建筑中，也有必要通过水流冲刷试验，研究水流的冲刷侵蚀作用效果以为施工指导提供理论基础。
[0003]现有的水流冲刷试验方法或装置，通常是采用高压水流的方式对待测试的试件进行冲刷，例如CN201110042067.8公开的一种道路材料抗冲刷性能试验方法，CN201521070987.0公开的一种室内模拟高压水流对土体冲刷效率的试验装置，CN201510503938.X公开的一种水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验的方法，以及CN201911413463.X公开的一种并线桥墩局部冲刷物理模型试验方法等专利，均是这种方式。这种通常是非常具有针对性的被检测对象进行的抗冲刷强度测试，无法兼用于更加广义的河溪或水渠类别水流的冲刷试验研究。
[0004]CN201510692192.1公开的一种模拟水流对岩石的冲刷作用及风化作用的装置，包括控制仓、试验仓,控制仓一端与试验仓一端相接触，所述试验仓内设冲刷室,所述的控制仓内设增压水泵、水流加热器、鼓风机,冲刷室一端与设在控制仓内的第一管道相连通,第一管道上设有至少二个分支,其中一个分支连接增压水泵,另一个分支连接鼓风机,冲刷室另一端通过第二管道与第一管道连通;所述的水流加热器设在第一管道内,第二管道将第一管道与冲刷室另一端连通。该技术可综合考虑水流流速、流水水温、不同风速、不同温度风速等因素交互作用对岩样产生的影响。
[0005]上述专利虽然能够比较广义地应用于对岩石抗冲刷能力的研究。但是该专利中，水流是控制在管道内流动并对试件进行冲刷，受管道外形约束以及增压水泵的加速作用，使得水流情况受到非自然因素干预较大，无法更好地模拟对自然领域，如河溪或沟渠等自然水域类别的水流情况实现研究。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地模拟自然水流状况的水流冲刷试验装置，使其能够更好地研究自然流动水体对被测试试件的冲刷作用，具有更加广义的适用性。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0008]一种水流冲刷试验装置，其特征在于，包括用于盛装试验用水的第一水箱，第一水箱一侧设置有出水口，第一水箱出水口处向斜下方连接设置有一个出水槽构件，出水槽构件下部的槽底面上设置有试件安装槽，还设置有能够控制第一水箱出水情况的出水控制机
构。
[0009]这样，本装置使用时，将试验用水抽至第一水箱中，由出水控制机构控制水流从出水口流出，经过出水槽构件向下冲出，对安装在试件安装槽内的待测试试件进行冲刷试验。在经过一定时间（通常半个月以上时间）后，观察被测试试件外形，并检测其强度变化，获得其抗冲刷性能结果。其中，被测试试件可以是天然岩石，或者是混凝土试件。本方案可应用于沟渠或者泄洪槽（泄洪道）等水利工程修筑用石块或混凝土试件的抗冲刷性能研究，也可以广泛地应用于河溪等天然水域的水流冲刷能力调研方面的科学研究。因为本方案中是利用水流自重使其下流形成冲击力冲刷试件，更加符合自然领域水流冲刷实际情况，能够更好地提高试验准确性。
[0010]进一步地，出水槽构件下方衔接设置有一个第二水箱。这样方便承接出水槽构件下方流出的试验用水。
[0011]进一步地，出水控制机构包括连接在第二水箱到第一水箱之间的回流水管，回流水管上安装有调节水泵。
[0012]这样，通过回流水管使得试验用水在第一水箱、出水槽构件和第二水箱之间形成循环流动，避免水资源浪费。同时还可以通过控制水泵功率的大小，调节用于循环流动的水量的大小，实现对第一水箱出水量的控制调节，结构简单且能够稳定控制试验冲刷用的水量在固定大小，提高试验的精确度。
[0013]进一步地，第二水箱下端通过第二升降控制机构安装在地面上，出水槽构件上端和第一水箱出水口之间为用柔性材料实现柔性连接，出水槽构件下端和第二水箱之间活动连接。
[0014]这样，可以通过第二升降机构控制第二水箱的高度，通过对其高度的调节调整出水槽构件的倾斜度。使得当需要模拟倾斜的沟渠或者泄洪槽进行冲刷试验时，可以调整出水槽构件倾斜度和实际情况一致，保证试验效果。当试验需要加大冲击力以缩短试验时间时，也可以调整加大出水槽构件倾斜度，以提高水流对被测试构件的冲击力度，缩短试验时间。
[0015]进一步地，第二升降机构包括一个升降顶板，第二水箱安装在升降顶板上方，还包括竖向设置在升降顶板和地面之间的升降缸。
[0016]这样，具有结构简单，控制方便的特点。升降缸可以为液压缸或电缸实现，具体结构不在此详述。
[0017]进一步地，第一水箱的底板和四侧箱体之间为上下滑动连接，第一水箱位于出水口下方的内腔中还连接设置有一个柔性胶套，柔性胶套支撑在底板上，试验用水盛于柔性胶套上方，底板下方和地面之间设置有第一升降控制机构。
[0018]这样，可以通过第一升降控制机构控制底板上下运动，进而控制第一水箱中整体水位上升或下降，达到更好地调节控制出水量的效果。其中第一升降机构可以是液压缸或电缸实现。
[0019]进一步地，第一水箱的出水口上方设置有出水控制闸阀。
[0020]这样，可以通过出水控制闸阀控制出水口的出水面积大小。而且重要的是出水控制闸阀结合第一升降控制机构，可以达到一个特殊目的，即能够在保证出水水流的横截面积不变（或改变很小）的情况下，通过抬升第一水箱中水位，达到提高出水槽构件水流动能
的效果。这样，可以在出水槽构件倾斜度不变，水流深度不变（即过水断面面积不变）的情况下提高水流冲击力，能够更好地在满足自然模拟需求的情况下，通过提高水流自身冲击力，缩短试验所需时间。且该冲击力的提高仍然是依靠水流自重形成，故不会如同
技术介绍
中那样依靠水泵加强等人工手段干预，造成实况模拟性太差，试验可靠性较差。
[0021]进一步地，还设置有温度控制装置并用于控制试验用水温。这样，可以根据需要调整试验用水温，使其和实际水流冲刷环境温度一致，提高试验可靠性。
[0022]进一步地，温度控制装置包括安装在第一水箱内的电热装置，还包括安装在试件安装槽位置处的温度探头。
[0023]这样，可以通过对安装槽位置处的温度探头检测水温，反馈控制电热装置调整水温，更好地提高温度调节精确性。
[0024]进一步地，出水槽构件内位于靠近试件安装槽上侧位置还设置有障碍物模拟装置，障碍物模拟装置包括障碍物模拟模块，障碍物模拟模块两端通过连接支架安装固定在出水槽构件两侧的槽壁上。
[0025]这样，因为水流在越过障碍物后会对障碍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水流冲刷试验装置，其特征在于，包括用于盛装试验用水的第一水箱，第一水箱一侧设置有出水口，第一水箱出水口处向斜下方连接设置有一个出水槽构件，出水槽构件下部的槽底面上设置有试件安装槽，还设置有能够控制第一水箱出水情况的出水控制机构。2.如权利要求1所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，出水槽构件下方衔接设置有一个第二水箱。3.如权利要求2所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，出水控制机构包括连接在第二水箱到第一水箱之间的回流水管，回流水管上安装有调节水泵。4.如权利要求2所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，第二水箱下端通过第二升降控制机构安装在地面上，出水槽构件上端和第一水箱出水口之间为用柔性材料实现柔性连接，出水槽构件下端和第二水箱之间活动连接。5.如权利要求4所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，第二升降机构包括一个升降顶板，第二水箱安装在升降顶板上方，还包括竖向设置在升降顶板和地面之间的升降缸。6.如权利要求2所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，第一水箱的底板和四侧箱体之间为上下滑动连接，第一水箱位于出水口下方的内腔中还连接设置有一个柔性胶套，柔性胶套支撑在底板上，试验用水盛于柔性胶套上方，底板下方和地面之间设置有第一升降控制机构。7.如权利要求6所述的水流冲刷试验装置，其特征在于，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，关世豪，保瑞，罗国立，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：