[发明专利]一种定量研究岩溶塌陷的试验模拟装置及方法

摘要

本发明提供一种定量研究岩溶塌陷的试验模拟装置及方法，所述装置包括模型主体、供水单元、恒压砂土收集单元、渗流场监测单元与地面变形监测单元。所述模型主体为岩溶覆盖层与岩溶基岩模拟设备，包括覆盖层腔体及位于覆盖层腔体下部且连通的岩溶地层腔体，所述供水单元包括与覆盖层腔体连通的覆盖层供水单元和岩溶地层腔体连通的岩溶供水单元；所述恒压砂土收集单元用于在岩溶塌陷全过程、维持岩溶水位恒定的情况下，采集不同时刻岩溶塌陷沙土量，定量评估塌陷演化过程。本发明通过监测覆盖层渗流场和覆盖层塌陷沙漏量动态变化，定量研究岩溶塌陷过程。

主权项

一种定量研究岩溶塌陷的试验模拟装置，其特征在于：包括模型主体、供水单元、恒压砂土收集单元、渗流场监测单元与地面变形监测单元，所述模型主体由透明有机玻璃材料制成腔体结构，包括覆盖层腔体(1)及位于覆盖层腔体(1)下部且连通的岩溶地层腔体(6)，所述覆盖层腔体(1)中填充粉细砂地层，所述岩溶地层腔体(6)中填充裂隙水泥块体；所述供水单元包括与覆盖层腔体(1)连通的覆盖层供水单元(3)和岩溶地层腔体(6)连通的岩溶供水单元(12)；所述恒压砂土收集单元由透明有机玻璃材料制成，包括恒压取样腔(8)、位于恒压取样腔(8)下部的泥沙收集腔(10)、排气单元(9)，所述岩溶地层腔体(6)通过第一连接管道与恒压取样腔(8)连接，第一连接管道上设有第一控制阀(13)，恒压取样腔(8)通过第二连接管道与泥沙收集腔(10)连接，第二连接管道上设有第二控制阀(15)，第二连接管道通过排气单元(9)与大气接通，恒压取样腔(8)通过第三连接管道与岩溶供水单元(12)连通，第三连接管道上设有第三控制阀(17)，泥沙收集腔(10)通过第四连接管道与岩溶供水单元(12)连通，第四连接管道上设有第四控制阀(18)；泥沙收集腔(10)的下部管道设有泥沙收集腔控制阀(19)；所述渗流场监测单元包括设于覆盖层腔体(1)的土壤水位压力传感器(5)及土壤水位压力传感器(5)连接压力数值采集仪；所述地面变形监测单元为摄像单元(11)，用于拍摄模型主体表面和模型主体侧面，全程观测岩溶塌陷发生过程。