[发明专利]一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置及其操作方法

权利要求书

1.一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，包括：

水位控制箱，其一侧安装有用于调整水位控制箱内水位高度的溢流装置；

塌陷模拟箱，用于填充土体，塌陷模拟箱底部沿其长度方向上等间距布设多个岩溶构造开口，所述岩溶构造开口安装有用于调节开口大小的控制阀门；

其中，所述水位控制箱与岩溶构造开口通过过水管道相连，过水管道能够向塌陷模拟箱供水；

所述岩溶构造开口呈柱体与锥体结合的结构，呈锥体结构一端与过水管道相连，呈柱体结构一端连接塌陷模拟箱；

所述溢流装置包括溢流阀、溢流管，所述溢流阀通过溢流管与水位控制箱连通；

所述溢流阀与安装在水位控制箱侧面的导轨滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，所述水位控制箱底部与过水管道连通，且过水管道靠近水位控制箱底部一端安装进水阀门，过水管道另一端安装排水阀门。

3.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，所述塌陷模拟箱的两侧对称连接测压管。

4.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，所述塌陷模拟箱内部填充的土体表面设置多个用于监控沉降变形的位移传感器，土体内部设置多个应力应变传感器。

5.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，所述控制阀门为旋转阀门。

6.根据权利要求1所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置，其特征在于，所述水位控制箱和塌陷模拟箱的侧壁分别设有用于测量竖向高度的标尺。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据模拟试验工况，设计岩溶塌陷的控制参数；

步骤2：关闭控制阀门，在塌陷模拟箱内填入设定厚度和密实度的土体，在土体内部不同位置处预埋多组应力应变传感器，在土体表面安装位移传感器；

步骤3：填土完成后，调节控制阀门，控制岩溶构造开口的数量、大小和间距；

步骤4：将水位控制箱溢流装置的出水口调节至设计高度，之后向水位控制箱内注水并稳定在设定的水位高度；

步骤5：打开进水阀门，同时关闭排水阀门，水经由过水管道进入塌陷模拟箱内，使塌陷模拟箱中水位逐渐升高，模拟地下水水位抬升过程；

步骤6：待塌陷模拟箱中水位稳定后，关闭进水阀门，打开排水阀门，使塌陷模拟箱中水体从过水管道流出，模拟地下水位下降过程；

步骤7：重复步骤5和步骤6，模拟地下水位反复升降的变化过程，直至发生土体塌陷。

8.根据权利要求7所述的一种覆盖型岩溶塌陷模拟试验装置的操作方法，其特征在于，进水阀门、排水阀门开启时，应注意其开启程度，通过调整阀门开启大小来控制水流流量。