[实用新型]一种模拟水库土坝渗流破坏发展过程的模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程物理模型试验的技术领域，具体而言涉及一种模拟水库土坝渗流破坏发展过程的模型试验装置。

背景技术

在饱和含水地层，由于维护墙的止水效果不好或止水结构失效，致使大量地下水结构失稳，导致大量地下水夹带沙粒涌入作业面，造成支护结构失稳称为渗流破坏。由于土坝的坝身和坝基一般都具有一定的透水性，因此在水压力的作用下，渗水现象是不可避免的。异常渗漏会对土坝造成许多危害：损失蓄水量甚至导致大坝无法蓄水；使浸润线抬高，使下游坝坡散漫，甚至造成滑坡事故；当渗流的渗透坡降大于临界坡降，则土坝将产生渗流变形而危及土坝安全。其中土坝的渗透变形是土坝发生破坏事故的主要原因之一，据国内外资料统计，由于渗透变形造成破坏事故的约占全部破坏事故的40%以上。因此，对于堤坝的渗流破坏问题绝对不可掉以轻心，研究水库土坝渗流破坏的形成与发展过程，对预防渗流破坏与提出相应的防治措施具有重要意义。

目前，关于水库土坝渗流破坏的发展过程模拟大多局限于一定相对密实度土样的渗流破坏模拟的范围，因而无法考虑土样受轴向压力时的渗流情况，故难以全面解释土坝渗流的形成和发展过程，也不能满足水库土坝工程渗流破坏研究的要求。

实用新型内容

为了克服现有水库土坝渗流破坏发展过程模型试验装置的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种更合理的水库土坝渗流破坏发展过程模型试验装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种模拟水库土坝渗流破坏发展过程的模型试验装置，包括箱型试验槽、变水头供水装置、轴向加压装置和数据收集装置，所述的箱型试验槽与变水头供水装置相连，所述的轴向加压装置安装在箱型试验槽的上部，所述的数据收集装置与箱型实验槽相连。

优选的，所述的箱型试验槽左侧上游设有螺旋式进水口，所述的螺旋式进水口通过进水橡胶软管与左侧的变水头供水装置的出水口相连，所述的螺旋式进水口的右侧设有透水板；所述的数据收集装置包括液位传感器、数据采集及传输元件、流量计和数据终端，所述的液位传感器布置在箱型试验槽外侧面的多个不同位置，所述的液位传感器通过数据采集及传输元件与数据终端相连接，所述的流量计与数据终端相连接；所述的箱型试验槽在水流下游设有下游透水板，所述的箱型试验槽右侧底部设有溢水孔，所述的溢水孔通过出水橡胶软管连接所述的流量计；所述的轴向加压装置设置在箱型试验槽的上部。

优选的，所述的变水头供水装置包括进水阀、进水管、塑料水管、溢流口、出水口、双滑轮、缆绳、长木板和可动支架，所述的双滑轮固定在可动支架上，所述的长木板上设有刻度，所述的出水口经进水橡胶软管与箱型试验槽的螺旋式进水口相连。

优选的，所述的轴向加压装置包括压力传动装置、负荷输出装置、荷载测量装置、竖向位移测量装置、活动盖板和固定支架，所述的活动盖板可纵向移动地设置在所述的箱型试验槽顶部，所述的活动盖板上方安装了用于测量土体试样竖向位移的竖向位移测量装置，所述的竖向位移测量装置与荷载测量装置连接，所述的荷载测量装置与负荷输出装置的输出端联动连接，所述的固定支架与箱型试验槽固定连接，所述的压力传动装置固定在所述的固定支架的梁的中部位置，所述的压力传动装置与负荷输出装置相连。

优选的，所述的数据终端是计算机处理器，所述的数据采集及传输元件是模数转换器（A-D）及串口。

本实用新型的有益效果：

通过轴向加压装置对土样施加轴向压力，可以较为科学地模拟水库土坝在不同轴向受力情况下的渗流形成与发展，准确再现水库土坝的渗流破坏和发展情况。

附图说明

图1是本实用新型研究水库土坝渗流破坏发展过程的模型试验装置的结构示意图。

图2是本实用新型研究水库土坝渗流破坏发展过程的模型试验装置的工作原理示意图。

图1中，1、进水阀，2、进水管，3、塑料水管，4、溢流口，5、出水口，6、双滑轮，7、缆绳，8、长木板，9、可动支架，10、螺旋式进水口，11、进水橡胶软管，12、透水板，13、液位传感器，14、数据采集及传输元件，15、箱型试验槽，16、收集口，17、下游透水板，18、水位控制箱，19、溢水孔，20、出水橡胶软管，21、流量计，22、数据终端，23、压力传动装置，24、负荷输出装置，25、荷载测量装置，26、竖向位移测量装置，27、活动盖板，28、固定支架。

具体实施方式