[发明专利]一种改良土动水稳定性测试装置

说明书

本发明涉及一种改良土动水稳定性测试装置。该测试装置由样品实验区、条件控制区和数据采集处理装置组成。其中，样品实验区由供液箱、流速稳定箱、水管、筛网、立架、弹簧钩组成；条件控制区由加热器，温度控制器，流量控制器、流速仪组成；数据采集处理装置由拉力传感器、电脑、摄像头组成。本发明通过改变温度、流速及溶液成分，模拟改良土真实生态环境，弥补了改良土动水稳定性测定技术的缺失。

技术领域

本发明涉及水土保持及生态防护技术领域，具体涉及一种改良土动水稳定性测试装置。

背景技术

边坡表层土结构松散，在降雨条件下，坡面径流的侵蚀作用使边坡表层土流失，加剧坡面裸露，进而导致失稳。因此，真实模拟土体在遇水条件下的水稳定性对于坡面防护及水土保持至关重要。在真实降雨条件下，不同降雨模式下的坡面径流流速不同，不同大气环境下的降雨PH值不同，这些都会对土体水稳定性产生影响。同时，在生态建设改良土方面，改良材料在不同温度条件下的效用至关重要。然而，目前尚没有能够模拟土体遇水真实环境及考虑温度影响的水稳定性测试装置。为了弥补这种缺失，发明了一种集流速、温度及溶液控制为一体的改良土动水稳定性测试装置。

发明内容

为解决改良土真实环境条件下动水稳定性测试装置缺失的问题，发明了一种改良土动水稳定性测试装置。本发明操作简单，数据精准，成本低，能够精准控制流速和温度，可以按照需求改变实验溶剂成分，为改良土动水稳定性评价提供参数支撑。

一、本发明提出的一种改良土动水稳定性测试装置，其特征在于由样品实验区、条件控制区和数据采集处理装置组成。其中：

（1）样品实验区

样品实验区由供液箱、流速稳定箱、水管、筛网、立架、弹簧钩组成。其中：供液箱采用亚克力材料制成，直径为40cm，高度为40cm，最大容量为50L，外表面设置刻度；供液箱盛有试验液体，试验液体可根据实验所需进行更换；供液箱与流速稳定箱通过进水管相连，进水管直径为30cm。流速稳定箱采用亚克力材料制成，长度为100cm，宽度为30cm，高度为60cm；流速稳定箱两侧与进出水管相连，进出水管通过相同流速的水流使流速稳定箱内部产生均匀流速的水流；流速稳定箱底部中央安装立式挂钩，高为5cm，与筛网底部挂钩相连；流速稳定箱内试验液体高度不超过35cm。立架架立在流速稳定箱之上，立架横杆中间焊接弹簧钩，弹簧钩底部通过四根尼龙绳与筛网相连，尼龙绳直径为2mm。筛网采用亚克力材料制成，直径为30cm，深度为5cm，孔径范围为0.125-5mm；

（2）条件控制区

条件控制区由加热器，温度控制器，流量控制器、流速仪组成。其中：加热器安装在供液箱和流速稳定箱底部，用来加热供液箱和流速稳定箱内的试验液体，可加热范围为20℃-60℃；温度控制器安装在供液箱和流速稳定箱侧表面，通过设定自动控制加热器，使供液箱和流速稳定箱内的试验液体温度维持在设定温度，温度误差在±1℃以内。流量控制器安装在进出水管内，通过改变调节阀阀门的大小控制水管内的流量，从而间接控制水管内的水流流速，使其满足所需的流速要求；每根水管内部安装一个流量控制器。流速仪分别安装在进出水管与流速稳定箱连接接口处、流速稳定箱底部立式挂钩上，可以实时观测流速稳定箱进出口处以及流速稳定箱内部的流速，每根水管与流速稳定箱相连的接口处以及立式挂钩上安装一个流速仪。

（3）数据采集处理装置

数据采集处理装置由拉力传感器、电脑、摄像头组成。其中：摄像头安装在立架两侧，用于记录筛网内的土体在流水作用下的形态变化。拉力传感器安装在弹簧钩以及立式挂钩上，用于实时记录筛网上下两侧产生的拉力；拉力传感器根据实验时长设定采样频率。电脑与拉力传感器相连，用于收集和储存数据，并通过内部设定的计算公式自动处理数据，生成重量变化曲线；筛网内部土体的重量M由预设公式自动计算，计算公式如下：

其中：①为筛网内部的土体重量；②为弹簧钩上的拉力传感器读数；③为立式挂钩上的拉力传感器读数。

二、本发明的显著优点在于：