[发明专利]一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置及方法

权利要求书

1.一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置，包括供水系统（1），其特征在于，还包括主体管构（2）、雨滴控制系统（3）和测量系统，

供水系统（1）包括水容器（1a），水容器（1a）通过橡皮软管（1c）与主体管构（2）的上端连通，橡皮软管（1c）上设置有止水夹（1b），

主体管构（2）的上端设置有溢水管（2a），溢水管（2a）下方设置有溢水接收瓶（7），

雨滴控制系统（3）包括设置在主体管构（2）上的调节阀（3a）、设置在主体管构（2）下端的滴水器（3c）以及设置在滴水器（3c）的滴水口的止水套（3b），

测量系统包括设置在试验环境箱（5）的顶部内壁的摄像头（4b）以及位于试验环境箱（5）内的测试土样（6）的上方的激光测距仪（4a）。

2.根据权利要求1所述的一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置，其特征在于，所述的主体管构（2）包括第一垂直管段、水平管段和第二垂直管段，第一垂直管段的底端与水平管段的一端连通，水平管端的另一端与第二垂直管段的顶端连通，第一垂直管段的顶端通过橡皮软管（1c）与水容器（1a）连通，溢水管（2a）设置在第一垂直管段的上部，调节阀（3a）设置在水平管段上，滴水器（3c）设置在第二垂直管段的底端。

3.根据权利要求2所述的一种测量细粒土耐溅蚀能力的装置，其特征在于，所述的第一垂直管段、水平管段和第二垂直管段均为管径为25mm的PVC管，水容器（1a）的容积为4L，滴水器（3c）的滴水口径为10ml，试验环境箱（5）为板厚3mm的透明亚力克板，试验环境箱（5）的高×宽×长为1200cm×40cm×40cm。

4.一种利用权利要求1所述的装置测量细粒土耐溅蚀能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备测试土样，测试土样为原状土或压实土，测试土样的形状均为圆柱形土样；

步骤2、控制滴水器（3c）的滴水口的水滴在单位时间内的滴落滴数；

步骤3、首先将测试土样放置入试验环境箱（5）中，并采用激光测距仪（4a）对测试土样的表面高度数据H1进行采集，然后打开止水套（3b）设定时间对测试土样进行测试实验，测试试验完成后，关闭调节阀（3a），采用激光测距仪（4a）和摄像头（4b）分别对测试土样的溅蚀坑深度和面积进行测量。

5.根据权利要求1所述的一种测量细粒土耐溅蚀能力的方法，其特征在于，

所述的压实土的制备包括以下步骤：

步骤1.1、首先筛除试料中粒径大于40mm的颗粒，然后再采用四分法分样将已过筛的试料依次采用四分法分成8份，将其中6份试料分别加入设定的不同量的水，拌匀后闷料一夜备用，

步骤1.2、取出闷料后的6份试料进行重型Ⅱ-2型击实试验，重型Ⅱ-2型击实试验中每份试料分为3个小份并分3层击实后获得试样，然后量测每个试样的质量，计算相应的干密度，并取试样的中心土样，测中心土样的含水率，以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在坐标中标记各个试样点，从而绘制出试样的干密度与含水率关系曲线，得出试样的最大干密度，用插值法在试样的干密度与含水率关系曲线上求得93%最大干密度对应的含水率，

步骤1.3、最后将步骤1.1中剩余的2份试料加入适量的水，使其含水率达到93%最大干密度对应的含水率后进行重型Ⅱ-2型击实，重型Ⅱ-2型击实分3层进行，制备成压实土样。

6.根据权利要求1所述的一种测量细粒土耐溅蚀能力的方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下步骤：

开启止水夹（1b），水由橡皮软管（1c）流入到主体管构（2）并从溢水管（2a）流出，保证主体管构（2）内充满了水并保持溢水管（2a）有均匀流速的水流出，打开止水套（3b），调节调节阀（3a），采用秒表计时，最终控制60秒内水滴量为设定滴数，最后关闭止水套（3b）。

7.根据权利要求1所述的一种测量细粒土耐溅蚀能力的方法，其特征在于，所述的步骤3中的采用激光测距仪（4a）和摄像头（4b）分别对测试土样的溅蚀坑深度和面积进行测量包括以下步骤：

首先采用激光测距仪（4a）测定激光测距仪（4a）距离水滴造成溅蚀坑之前的土样表面高度数据H1，打开止水套（3b）设定时间对测试土样进行测试实验后，再次采用激光测距仪（4a）测定激光测距仪（4a）距离溅蚀坑的坑底的高度数据H2，则溅蚀坑深度D=H2-H1，然后放一片尺寸为10mm×10mm设定尺寸的正方形薄片作为标尺物放置在土样溅蚀坑旁，采用摄像头（4b）同时对方形薄片和溅蚀坑进行拍照获得测量图像，根据测量图像求取方形薄片的三个边的边长的平均值L1，根据测量图像求取溅蚀坑的三个直径的平均值Φ1，溅蚀坑的真实孔径Φ=，进而获得溅蚀坑面积。