[发明专利]一种法向应力条件下土体接触冲刷的实验装置及方法

摘要

本发明公开了一种法向应力条件下土体接触冲刷的实验装置及方法，包括冲刷发生系统、围压提供系统、渗流驱动系统和数据采集系统，该发明基本工作原理为：围压提供系统向冲刷发生系统中的实验填料提供内围压，使实验填料与渗桶所的接触面上产生明确的法向压应力，同时控制渗流驱动系统向填料区提供具有稳定压力的渗流，不断提高渗流压力，直至实验填料在渗流的作用下发生接触冲刷破坏；变更内围压值重复实验过程，利用数据处理单元从记录在接触面处的接触冲刷临界水力坡降和其所对应的应力值；通过本装置及方法能够得出实验填料在确定的级配下接触冲刷破坏的临界比降与接触面上应力状态的关系。

主权项

1.一种法向应力条件下的土体接触冲刷的实验装置，其特征在于，包括冲刷发生装置、围压提供装置、渗流驱动装置和数据采集装置、工作平台；所述冲刷发生装置包括顶盖(101)、渗桶(102)和底盖(103)；所述顶盖(101)密封连接所述渗桶(102)的上端，所述渗桶(102)的下端密封连接所述底盖(103)，所述渗桶(102)上开设有若干个均匀分布的传感器预留孔(213)；所述顶盖(101)内设置有出水滤砂装置，所述顶盖(101)上开设有渗水出水管预留孔(201)和内围压排气管预留孔(202)，所述渗水出水管预留孔(201)和所述内围压排气管预留孔(202)均位于所述出水滤砂装置的上方；所述底盖(103)内设置有进水滤砂装置，所述底盖(103)上开设有渗水进水管预留孔(221)和内围压进水管预留孔(222)，所述渗水进水管预留孔(221)和所述内围压进水管预留孔(222)均位于所述进水滤砂装置的下方，所述底盖(103)固定在所述工作平台上；所述围压提供装置包括内围压充水加压稳压设备、筒状支撑骨架(211)和密封乳胶膜(212)，所述密封乳胶膜(212)的外形为全封闭圆柱体，所述筒状支撑骨架(211)套设在所述密封乳胶膜(212)上，所述密封乳胶膜(212)固定设置在所述渗桶(102)内，所述围压提供装置与所述渗桶(102)的轴线重合，所述内围压充水加压稳压设备通过所述内围压进水管预留孔(222)连通所述密封乳胶膜(212)的底部，所述内围压排气管预留孔(202)连通所述密封乳胶膜(212)的顶部；所述渗流驱动装置包括进水装置和出水装置，所述进水装置包括进水管道、充水加压稳压设备，所述出水装置包括出水管道、稳压设备，所述充水加压稳压设备通过所述进水管道连通所述渗水进水管预留孔(221)，所述稳压设备通过所述出水管道连通所述渗水出水管预留孔(201)；所述数据采集装置包括若干个孔隙水压力传感器和数据处理单元，所述传感器预留孔(213)内均设置有至少一个所述孔隙水压力传感器，若干个所述孔隙水压力传感器均电连接所述数据处理单元。