[发明专利]复杂渗控系统渗流试验装置

说明书

技术领域

复杂渗控系统渗流试验装置属于水利水电工程技术领域。

背景技术

水利水电工程修建在深山峡谷中，裂隙岩体渗流场的分析是水利工程中的关键技术问题之一，尤其是具有复杂渗控系统时，问题更为突出。采用数值分析方法研究具有复杂渗控系统渗流场特性时，自由面求解、孔洞附近渗流场特性等问题一直以来都未能得到很好的解决。自由面是渗流场分析中特有的一个待求边界，由于包含可能逸出边界，所以问题具有很强的非线性特征，而当坝体及坝基布置有复杂渗控系统时，其非线性特征尤为突出，数值计算难以收敛，因此，得不到准确的自由面，这是数值分析方法至今未能很好解决的问题。要在模型中实现复杂渗控系统的真实模拟，模型制作及试验过程也极为复杂。

发明内容

本试验装置实现了对实际工程双曲拱坝河床坝段的写实模拟：模拟了坝体、坝基中各类廊道，排水孔、帷幕等。该实验装置可研究具有复杂渗控系统的渗流场特性，可测量水头、渗透坡降、流速、流量等，弥补数值分析的不足之处，要解决的主要技术问题是：①研究具有复杂渗控系统大坝及坝基渗流场特性，包括自由面、等水头线分布、渗透坡降分流速分布等；②研究防渗帷幕及排水孔幕的作用效应；③研究系统的渗透机理。该试验装置适用于河床坝段及坝基渗流场特性分析，不能反映两岸坝肩的渗流场特性。

技术方案

模型制作一定要依据相似原理进行，包括几何相似、材料特性相似、水力相似等。坝体、坝基、帷幕、排水孔幕等满足其相对渗透关系。建设廊道时，预埋规定直径的管子；设置排水孔时，预埋规定直径的铁丝，待排水孔周围砂浆达到一定强度后，拔出；在某一高程设置测压管，预埋至模型内部。试验开始时，首先浸润坝基：采用小流量、上下游同时缓缓往装置中放水，当水完全浸没坝基时，停止放水，浸泡坝基数天，根据需要适当补水，直至坝基充分饱和；模拟实际工程蓄水过程，实时监测、记录水位、流量等；采集数据，进行分析。本试验系统可为解决工程中复杂渗控系统渗流问题提供试验依据。

具体实施方式

①使坝基充分饱和，模拟未建坝前天然河床渗流场；②模拟实际工程蓄水过程，实时监测、记录水位、流量等，观察廊道、帷幕附近渗流情况；③采集数据，进行分析。