[发明专利]一种模拟降雨时空变化的边坡试验装置

说明书

根据本发明所涉及的模拟降雨时空变化的边坡试验装置，包括模拟降雨单元、试验平台单元及数据采集分析单元。模拟降雨单元包括通过水管连通的水箱、水压增压部件、多个电磁阀、多个喷头所构成的降雨回路；降雨回路的管路上设置有水压增压部件，数据采集分析单元通过分别控制电磁阀阀门的闭合大小来控制不同管路上的排水流量强度，从而实现模拟降雨的时间和空间的分布。本发明所涉及的模拟降雨时空变化的边坡试验装置操作简单，具有数据采集自动化程度高和可重复性强的特点。

技术领域

本发明土壤水环境试验测试领域，具体涉及一种模拟降雨时空变化的边坡试验装置。

背景技术

由于城市生活垃圾成分的复杂多样性带来处理与利用上的困难。目前垃圾处理方式主要有卫生填埋处理、堆肥处理与焚烧等，且卫生填埋是主要方式。且很多卫生填埋场正面临封场，因此，研究城市固体废弃物填埋场封顶覆盖层的组成具有十分重要的意义。目前认为土质覆盖层具有比复合覆盖层更好的耐久性，更能适应恶劣气候条件，更经济。而土质覆盖层具有一定的坡度，这也是本发明所要解决的问题。

目前主要采取理论分析和数值模拟方法对降雨下土层入渗的规律进行研究，而本发明专利提供的实验装置用模拟边坡来模拟垃圾填埋场的土质覆盖层，用自制的模拟降雨设备来模拟自然情况下的降雨，来研究不同降雨强度、降雨历时和降雨类型的边坡土层入渗规律。

现有的模拟降雨装置没有考虑降雨的时间和空间变化，未能模拟降雨的真实情况。目前的降雨控制系统在试验过程中，不能连续的测量降雨的雨量，降雨的强度和降雨的类型单一，且不能连续测量断续的降雨情况。例如：一种地基与边坡工程模拟试验平台专利号：zl200720111516.9；试验平台均为；里面的水箱水压为定水头,本专利有水压增压装置，可以调节雨量大小，也可以测量断续条件下的降雨情况。一种模拟降雨及含水量对边坡稳定性影响的分析实验装置申请号：201510026725.2；该平台降雨强度单一，且未考虑降雨的时间和空间变化，未考虑模型表面径流的影响。一种室内模拟降雨入渗的试验装置实用新型专利申请号cn201520732401.6；该模拟降雨入渗装置未考虑变水头下的降雨情况。以上现有的模拟降雨边坡试验装置，均未考虑降雨的时间和空间分布。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种模拟降雨时空变化的边坡试验装置。

本发明提供了一种模拟降雨时空变化的边坡试验装置，具有这样的特征，包括模拟降雨单元，该模拟降雨单元包括通过水管连通的水箱、水泵、多个电磁阀、多个喷头所构成的降雨回路；试验平台单元，该试验平台单元设置在模拟降雨单元的正下方，包括可变换水平倾斜角度的边坡试验箱、设置在边坡试验箱内的多根排水棒、与多根排水棒相连通的多个水箱、多个设置在边坡试验箱内的传感器预埋孔；以及数据采集分析单元，数据采集分析单元包括分别设置在传感器预埋孔内的多个张力计和多个土壤水分传感器、多个给水流量计、多个排水流量计、传感器数据采集模块、电磁阀控制模块以及计算机控制模块。

在本发明提供的模拟降雨时空变化的边坡试验装置中，还可以具有这样的特征：其中，数据采集分析单元包括分别与水管相连通的第一给水流量计、第二给水流量计、第一排水流量计、第二排水流量计，传感器数据采集模块分别与第一给水流量计、第二给水流量计、第一排水流量计、第二排水流量计、多个张力计以及多个土壤水分传感器相连，用于分别采集给水流量、排水流量、张力计以及土壤水分传感器的数据信号。

另外，在本发明提供的模拟降雨时空变化的边坡试验装置中，还可以具有这样的特征：其中，模拟降雨单元包括分别与水管相连通的第一电磁阀和第二电磁阀，电磁阀控制模块分别与第一电磁阀和第二电磁阀相连并控制第一电磁阀和第二电磁阀的工作状态。

另外，在本发明提供的模拟降雨时空变化的边坡试验装置中，还可以具有这样的特征：其中，计算机控制模块，分别与传感器数据采集模块、电磁阀控制模块相连，用于接收并处理来自传感器数据采集模块的数据后，得到控制电磁阀控制模块工作状态的控制信号。