[发明专利]一种模拟隧道排水渗流状态的试验装置

权利要求书

1.一种模拟隧道排水渗流状态的试验装置，包括隧道模型箱体，其特征在于，还包括降水喷淋系统、排水系统和监测系统；其中，

所述隧道模型箱体为顶部开口的长方体箱体，箱体前后侧壁的下部对称设有开孔，两个开孔之间由上部弧形板和下部底板共同组成模拟隧道形状的贯穿通孔；隧道模型箱体的内部空间用于装填土体；

所述降水喷淋系统包括进水管和多个均匀分布的喷淋器，喷淋器位于箱体的顶部开口处；

所述排水系统包括至少一个固定在贯穿通孔上的排水管路，排水管路由斜向排水管、竖直集水管和用于连接两者的软管组成；其中，斜向排水管与水平方向呈25°夹角，其顶部开口端固定在弧形板的外壁上，使其能斜向伸入至砂土中；斜向排水管的上半段为引水段，其管壁布设多个用于引水的引水孔，引水段的外侧包裹滤纸；斜向排水管的下半段为储水段，其管壁不开孔且底端封闭；竖直集水管部分插入至底板上的开孔以实现固定，其顶端开口、底端封口且中部设水平方向的水平排水孔；所述软管的一端插入斜向排水管直至底端，另一端插入竖直集水管直至底端，用于实现斜向排水管向竖直集水管排水；斜向排水管底端与竖直集水管底端位于同一水平线上，且斜向排水管的储水段最高点的水平位置要高于竖直集水管的水平排水孔的水平位置，以防止排水过程中出现断流；

所述监测系统包括计算机和两个涡轮流量计；其中，第一涡轮流量计连接在降水喷淋系统的进水管上，用于监测降水流量；第二涡轮流量计通过出水管与竖直集水管的水平排水孔连接，用于检测排水流量；两个涡轮流量计分别通过信号线与计算机相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测系统还包括多路测压管；测压管的一端接于隧道模型箱体底部的测压孔，测压孔处以滤纸遮挡防止砂石进入；测压管的另一端接于隧道模型箱体的侧面开孔，该侧面开孔处不会向测压管渗水。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在隧道模型箱体侧面的上部设置一排溢水孔，溢水孔的高度低于所述隧道模型箱体的侧面开孔。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多路测压管为并列设置，测压管为透明软管，在测压管旁的箱体侧面上设有用于读取测压管内水位高度的标尺。

5.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，所述排水管路有多个，各排水管路中竖直集水管的水平排水孔均通过出水管连接至第二涡轮流量计；每两个排水管路为一组，对称设置于隧道形状的贯穿通孔两侧，每两组排水管路之间呈间距布置。

6.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，所述隧道形状的贯穿通孔的下部底板两侧设置平行的凹槽，所述底板上的开孔位于凹槽中，所述竖直集水管固定在凹槽的开孔中。

7.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，所述降水喷淋系统包括多块等间隔搭接在隧道模型箱开口处的长条形铝板，铝板上开设圆孔，进水管的分支管路分别穿过各圆孔，接至固定在铝板下方的喷淋器；或者，所述降水喷淋系统包括一块安放在隧道模型箱开口处的铝板，铝板上开设多个等间隔布置的圆孔，进水管的分支管路分别穿过各圆孔，接至固定在铝板下方的喷淋器。

8.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，所述隧道模型箱的底部、侧壁，以及隧道形状贯穿通孔的上部弧形板和下部底板，均为透明的有机玻璃板；所述斜向排水管和竖直集水管均为有机玻璃管，软管为PU软管。

9.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，所述隧道模型箱体的底部设有用于支撑箱体的钢架。

10.根据权利要求1至4任意一项中所述的装置，其特征在于，斜向排水管与弧形板外壁的连接处，以及竖直集水管与底板的连接处均为密封连接。