[发明专利]浑水入渗实验装置

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域,特别是涉及一种浑水入渗实验装置，主要用于研究岩土材料在浑水入渗情况下不同层位沙土沿岩土空隙入渗量，以及浑水对整个岩土材料渗流特性的改变规律。

背景技术

随着经济的快速发展，人类对矿产资源的需求量也日益增加。在矿物加工过程中，不可避免的带来了大量尾矿的排放。由于现阶段对于尾矿沙利用技术不够成熟，因此现阶段通过尾矿库对尾矿沙进行存储是行之有效的方法。尾矿排放量的增加以及土地资源的日益短缺，势必造成对尾矿库库容需求的增加。通过提高尾矿库坝体高度是行之有效的方法。随着尾矿库坝体高度的不断增加，尾矿库坝体的安全问题成为各级政府和人民关注的焦点。对尾矿库坝体稳定性的研究对于解决这一矛盾至关重要。引起尾矿库坝体事故的因素很多，包括渗流和内部侵蚀、静力或地震造成的不稳定性、漫顶、基础条件等，其中由于渗流问题直接造成坝体失事的比例约占30～40%。可见渗流安全在尾矿库坝体整体安全中有着十分重要的地位。

在对尾矿库坝体渗流的研究中，现有的实验装置的渗流作用都是假定为净水，没有考虑细小尾矿颗粒的运动和沉积，实际上尾矿库中的尾矿砂存在很大的孔隙，且完全由于自然固结很容易被水冲击发生移动。浑水渗流过程是一种复杂的物理过程，除了沉积情况外，还需要研究其渗透系数随着孔隙率的变化情况，以及由于孔隙率和渗透系数的变化对整个渗流路径的影响。

因此，考虑浑水的渗流作用，对于尾矿库坝体稳定性研究更具有实际意义。通过调节不同的水头高度以及不同的入渗角度，建立浑水渗流作用下尾矿库坝体流固耦合数学模型是尾矿库坝体稳定性问题分析的关键。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种浑水入渗实验装置，该装置能够实现浑水自动搅拌、水头高度及浑水入渗角度调节功能，通过支架升降使物料装卸更加方便；整个装置安全稳定，机动灵活，结构简单，操作方便，自动化程度较高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种浑水入渗实验装置，包括底座，在底座上垂直设置有若干根滑道，所述滑道形成架体，在架体的上部设置有升降机构，升降机构的下部设置有升降机构架体，升降机构架体由上、下固定梁及支撑梁组成，在升降机构架体的外侧设置有升降滚轮，升降滚轮设置在滑道内，并能在滑道内上、下滑动；支撑梁为竖直方向设置，上、下固定梁分别设置在支撑梁的上、下端，在上、下固定梁之间的支撑梁上设置有承载板；在升降机构架体的上方设置有左、右平台滑道，左、右平台滑道的下端固定在升降机构架体上，在左、右平台滑道之间水平方向上设置有平台，在平台上设置有具有搅拌机的水箱，在水箱侧壁上部设置有溢流孔；在水箱侧壁上设置有液位计，液位计的底部与水箱底部相连通，在平台上设置有位移传感器，位移传感器上的拉线垂直固定在承载板上，平台的左、右两侧设置有滚轮，所述滚轮设置在平台滑道内，并能在平台滑道内上、下滑动；在升降机构架体与平台之间设置有丝杆升降机及驱动电机，丝杆升降机的输入轴与驱动电机的电机轴相连接，在升降机构架体的下部固定设置有滑轮横梁，在滑轮横梁下部设置有定滑轮；在下固定梁上水平固定设置有悬臂梁，且悬臂梁的前部设置在升降机构架体的前方，在悬臂梁前上部设置有悬臂梁凹槽；在悬臂梁上设置具有注水口和出水口的土柱，所述水箱的出水口与土柱的注水口通过入渗管相连接，在土柱上设置有土柱挂杆，土柱挂杆设置在悬臂梁凹槽内；在土柱的侧壁上设置有若干个出水口，在土柱的侧壁和底部的出水口处设置有流量计；在土柱的注水口、侧壁和底部的出水口处均设置有泥沙浓度测量仪，在悬臂梁凹槽的外侧固定设置有角度表盘，在悬臂梁上部、土柱挂杆的上方设置有卡扣；在升降机构的下方设置有折叠梁，折叠梁由相互之间铰链连接的上、下连接杆组成，上连接杆的另一端与下固定梁铰接，下连接杆的另一端与底座铰接，在下连接杆之间固定设置有上推横梁，上推横梁的中部与液压油缸的一端相铰接，液压油缸的另一端与底座相铰接；在所述架体后部的滑道之间设置有绳索梁，且绳索梁设置在升降机构下方，在绳索梁上设置有绳索孔；所述土柱下部与绳索的一端相连接，绳索的另一端依次通过定滑轮、绳索孔与配重块相连接；所述位移传感器、流量计和泥沙浓度测量仪分别通过数据线与数据采集仪相连接，数据采集仪通过数据线与计算机相连接。

所述丝杆升降机及驱动电机固定在承载板上，在平台底部的中央设置有平台凹槽，在承载板上设置有通孔，丝杆升降机的丝杆上端设置在平台凹槽内，丝杆下端通过承载板上的通孔设置在承载板的下方。

在所述平台凹槽与丝杆上端的接触面上填充有润滑脂。