一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置。该测量装置由一个渗流箱作为主体，还包括用于收集和测量颗粒流失量的液体

【技术实现步骤摘要】
一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置


[0001]本技术涉及岩土体潜蚀领域，具体地说是一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置。

技术介绍

[0002]潜蚀是在一定的水力梯度下，岩土体中的细颗粒在粗颗粒骨架中发生运移，进而造成细颗粒的重新分配以及流失。这种现象往往会造成岩土体中产生管涌，导致岩土体的渗透系数以及内部稳定性产生变化，这会导致岩土体结构产生破坏，从而使得水工建筑物的失效，构成巨大的安全隐患。因此，及时检测岩土体受到潜蚀后的渗透系数以及颗粒流失状况，是有效防止水工建筑物失效造成重大安全隐患问题的有力、有效途径。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，该装置可以对渗透系数以及颗粒流失量进行实时监控，进而可得到岩土体受到潜蚀后的渗透系数的变化规律和颗粒流失状况，为岩土体的潜蚀情况提供实验依据。
[0004]本技术是这样实现的：一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，包括溢流水箱、渗流箱、压力传感器、液体
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颗粒分离机构、电子秤、流量计、水力梯度调节水箱、回流水箱等，具体是：
[0005]溢流水箱位于渗流箱上方，用于提供一个稳定的水头；
[0006]渗流箱内装有岩土体，由溢流水箱流出的水自上而下流入渗流箱内，水流经岩土体后会携带部分颗粒流出；
[0007]压力传感器有若干个，分别设置在渗流箱侧壁不同高度的位置处；
[0008]液体
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颗粒分离机构位于渗流箱下方，且置于电子秤上；由渗流箱流出的水流以及水流所携带的颗粒进入液体
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颗粒分离机构，并在液体
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颗粒分离机构内完成液体和颗粒的分离；液体
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颗粒分离机构包括一容器以及竖向设置在容器内的隔层，所述隔层用于阻挡颗粒通过并允许水流通过；
[0009]电子秤用于对其上的液体
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颗粒分离机构进行称重；
[0010]流量计设置在液体
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颗粒分离机构的出水口连接的管道上，用于对由液体
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颗粒分离机构流出的水流进行流量测量；
[0011]水力梯度调节水箱用于接收由液体
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颗粒分离机构流出的水流，并将其内的水导入回流水箱；
[0012]回流水箱一方面接收由水力梯度调节水箱流出的水流，另一方面通过水泵将其内的水泵入溢流水箱中。
[0013]溢流水箱位于渗流箱上方，用于提供一个稳定的水头。优选的，在溢流水箱的底部开有出水口，水流通过其底部的出水口流出，然后自上而下流入渗流箱内。渗流箱位于溢流水箱下方，在渗流箱内装有岩土体，由溢流水箱流出的水自上而下流入渗流箱内，水流经岩
土体后由渗流箱流出，流出渗流箱的水会携带岩土体中的部分颗粒。
[0014]渗流箱是本技术中岩土体被潜蚀的主体结构。优选的，渗流箱包括若干截圆筒形结构，若干截圆筒形结构上下对齐连接在一起；这样可以方便地对渗流箱进行拆卸，以便对渗流箱中不同部位处的岩土体进行测量(例如，潜蚀后各段渗流箱中土体的孔隙率)。
[0015]压力传感器设置有多个，多个压力传感器自上而下分别设置在渗流箱侧壁不同高度的位置处，通过压力传感器测量对应位置处渗流箱内水流压力，便于后期岩土体渗透系数的测量。
[0016]优选的，在渗流箱的上端和下端均设置有用于固定渗流箱内岩土体的多孔屏，多孔屏除了可以固定渗流箱内的岩土体外，还可以允许水流通过。由于多孔屏上有孔，因此，水流所携带的岩土体中的部分颗粒也会通过下端多孔屏流出。
[0017]优选的，在渗流箱上端多孔屏的上方设置有砾石层；由溢流水箱流出的水自上而下首先进入砾石层，之后经上端多孔屏流入渗流箱内。砾石层的设置是为了缓冲水流、减小水流直接冲击渗流箱内岩土体带来的影响。砾石层中砾石也可以由玻璃球代替。
[0018]优选的，在渗流箱下端多孔屏的下方设置有漏斗状的收缩口，以便于对通过岩土体的水流和流失的颗粒进行收集，由渗流箱流出的水流以及水流所携带的颗粒依次经下端多孔屏、收缩口后进入液体
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颗粒分离机构。
[0019]液体
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颗粒分离机构位于渗流箱下方，且置于电子秤上；由渗流箱流出的水流以及水流所携带的颗粒经收缩口后进入液体
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颗粒分离机构，并在液体
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颗粒分离机构内完成液体和颗粒的分离；液体
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颗粒分离机构包括一容器以及竖向设置在容器内的隔层，所述隔层用于阻挡颗粒通过并允许水流通过。
[0020]优选的，所述隔层分为下段不透水段以及上段隔离网，所述隔离网为可透水但不可透水流中所携带的颗粒的网状结构。隔离网可将水流中所携带的颗粒截留住。隔层下段的不透水段，可以有助于减缓水流速度，更好的收集和测量流失颗粒质量。
[0021]液体
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颗粒分离机构接收由渗流箱流出的水流以及水流中所携带的颗粒，并完成水流和颗粒的分离，实现对流失颗粒的收集。
[0022]电子秤可以实时对其上的液体
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颗粒分离机构进行称重；电子秤连接数据采集单元，数据采集单元实时采集电子秤的数据。数据采集单元采集的数据传输至计算机，由计算机计算后实时获得渗流箱内质量的变化量，从而获得实时的颗粒流失量。
[0023]液体
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颗粒分离机构将水流和颗粒分离后，颗粒留在了液体
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颗粒分离机构中，水流从其中流出，流出的水经流量计后流入水力梯度调节水箱。流量计对由液体
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颗粒分离机构流出的水的流量进行实时测量。
[0024]优选的，在水力梯度调节水箱的一侧靠近底部设置有入水口，在水力梯度调节水箱的另一侧由上至下设有若干出水口；由液体
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颗粒分离机构流出的水流经流量计后由水力梯度调节水箱的入水口流入，再由水力梯度调节水箱的其中一个出水口流出，最后流入回流水箱内。通过变化水力梯度调节水箱的出水口位置，可实现对下游水面高度(即回流水箱内水面高度)的调节，进而可实现对水力梯度(水力梯度与上下游水面高度差有关)的调节。
[0025]由水力梯度调节水箱流出的水流入回流水箱中，在回流水箱中设有水泵，通过水泵将回流水箱中的水泵入溢流水箱中，实现水的循环。
[0026]优选的，溢流水箱通过滑轮固定在钢支架上，调节滑轮即可实现对溢流水箱高度的控制，从而实现对水力梯度的调控。
[0027]优选的，在溢流水箱的外部设置有一圈环形水槽，由溢流水箱溢出的水流入环形水槽内；在环形水槽的底部开有出水口，由环形水槽底部出水口流出的水导入回流水箱内。
[0028]本技术所提供的测量装置一方面可以测量岩土体潜蚀后的渗透系数，由此可以对渗透系数的经验公式进行改进；另一方面还可以对流失颗粒质量进行实时监测，对颗粒流失状态的研究提供试验依据；第三方面还可以测量岩土体潜蚀后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，其特征是，包括：溢流水箱，位于渗流箱上方，用于提供一个稳定的水头；渗流箱，其内装有岩土体，由溢流水箱流出的水自上而下流入渗流箱内，水流经岩土体后会携带部分颗粒流出；压力传感器，若干个，分别设置在渗流箱侧壁不同高度的位置处；液体
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颗粒分离机构，位于渗流箱下方，且置于电子秤上；由渗流箱流出的水流以及水流所携带的颗粒进入液体
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颗粒分离机构，并在液体
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颗粒分离机构内完成液体和颗粒的分离；液体
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颗粒分离机构包括一容器以及竖向设置在容器内的隔层，所述隔层用于阻挡颗粒通过并允许水流通过；电子秤，用于对其上的液体
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颗粒分离机构进行称重；流量计，设置在液体
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颗粒分离机构的出水口连接的管道上，用于对由液体
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颗粒分离机构流出的水流进行流量测量；水力梯度调节水箱，用于接收由液体
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颗粒分离机构流出的水流，并将其内的水导入回流水箱；以及回流水箱，一方面接收由水力梯度调节水箱流出的水流，另一方面通过水泵将其内的水泵入溢流水箱中。2.根据权利要求1所述的岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，其特征是，所述渗流箱包括若干截圆筒形结构，若干截圆筒形结构上下对齐连接在一起。3.根据权利要求1所述的岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，其特征是，在渗流箱的上端和下端均设置有用于固定渗流箱内岩土体的多孔屏。4.根据权利要求3所述的岩土体潜蚀后渗透系数及颗粒流失量测量装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：程旷，娄西宇，卢航，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：新型
国别省市：