[发明专利]降雨与地下水耦合作用下边坡模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种降雨与地下水耦合作用下边坡模拟试验装置，其特征在于该试验装置由有机玻璃试验箱(1)，降雨系统(2)和供水箱(3)所制成，其中，降雨系统(2)安装在有机玻璃试验箱(1)的上方，供水箱(3)放置在有机玻璃试验箱(1)的一侧；将两块网状隔板(7)的底部和两侧面与有机玻璃试验箱(1)的底部和两侧面粘结，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小箱体，在Ⅰ小箱体侧面的底部安装一个PVC水管(4)，PVC水管(4)上安装第一自动流量计(5)和第一节制阀(6)；降雨系统(2)从左到右前6节PVC水管(4)分别与7节PVC三通管(8)连接，后4节PVC水管(4)分别与水压表(9)、第二节制阀(6)、第二自动流量计(5)、加压水泵(10)相连接后通入供水箱(3)中，在7节PVC三通管(8)的下端分别安装喷头(11)，在第二自动流量计(5)与加压水泵(10)之间的PVC水管(4)上连接1个PVC水管(4)，在PVC水管(4)上端安装第三个自动流量计(5)与第三节制阀(6)，在两块网状隔板(7)的内侧面上各粘贴一块土工布(12)。

2.根据权利要求1所述的降雨与地下水耦合作用下边坡模拟试验装置，其特征在于所述的PVC水管(4)、PVC三通管(8)、喷头(11)、水压表(9)、节制阀(6)、自动流量计(5)和加压水泵(10)的口径相互匹配并用螺纹连接。

3.一种使用权利要求1所述的降雨与地下水耦合作用下边坡模拟试验装置进行模拟试验的方法，其试验方法步骤如下：

1) 将现场开挖的粘土在恒温烘箱中烘干，按照原状土级配、初始含水量制备土样；

2) 在有机玻璃试验箱(1) 的Ⅱ小箱体内的有机玻璃内壁均匀涂抹凡士林，将制备好的土样按照原状样密度装入有机玻璃试验箱(1) 的Ⅱ小箱体内，将土样放置一定厚度后依次埋设变形标点塑料管(13)，间距为10cm，然后在变形标点塑料管(13)上部放置试样土，形成ABCD试样土斜坡；

3) 在试样土斜坡中依次插入4个张力计(14)，间距为10cm、在4个张力计(14)的后方平行插4个孔隙水压力计(15)，间距为10cm，

4) 然后在有机玻璃试验箱(1) 的Ⅱ小箱体的正前方的有机玻璃外表面上绘制网格，网格间距为1cm；

5) 在供水箱(3)中注满水，分别打开第三节制阀(6)，第三自动流量计(5)，然后启动加压水泵(10)，记录第三自动流量计(5)初始读数，向有机玻璃试验箱(1)的Ⅲ小箱体内注水，注入一定水头后停止注水，关闭加压水泵(10)，记录第三自动流量计(5)读数，关闭第三节制阀(6)；等待24h后，重复步骤5）直到有机玻璃试验箱(1) 的Ⅲ小箱体内保持恒定水头；

6) 打开第二节制阀(6)、加压水泵(10)，通过第二节制阀(6)控制降雨量，直至设定降雨量为止，开始降雨，记录第二自动流量计(5)初始值，

7) 间隔30min分别记录4支张力计(14)、4支孔隙水压力计(15)的读数，间隔1min读取边坡变形标点塑料管(13)数值，该数值通过有机玻璃试验箱(1) 的Ⅱ小箱体的正前方的有机玻璃外表面上绘制网格获取，间隔1min测量滑坡前缘、后缘的变形，直至边坡发生滑坡破坏为止；

8) 先关闭加压水泵(10)，然后关闭第二节制阀(6)，停止降雨，记录第二自动流量计(5)数值，并通过有机玻璃试验箱(1) 的Ⅱ小箱体的正前方的有机玻璃外表面上绘制网格记录试验土样地下水位值，试验结束。