[发明专利]一种土体管涌破坏三维全息可视化的试验装置及使用方法

摘要

本发明公开了一种土体管涌破坏三维全息可视化的试验装置及使用方法，包括自循环变水头控制装置、透明模型箱、垂直加载装置、数值观测系统以及计算机；通过对自循环变水头控制装置高度、透明土轴压以及透明土配合比的改变，可以开展多因素下管涌渗透试验，通过圆弧导轨，可使扇面激光发射器在导轨上匀速转动，使相机捕捉到不同截面处的样本状态，避免了选取截面随机性带来的缺陷，并且实现了土体管涌过程中三维全息可视化展示，本发明装置结构简单、操作方便、适于推广应用。

主权项

1.一种土体管涌破坏三维全息可视化的试验装置，其特征是，包括自循环变水头控制装置、透明模型箱、垂直加载装置、数值观测系统以及计算机；所述自循环变水头控制装置包括水箱、水箱高度控制装置、储水箱以及位于所述储水箱内的潜水泵，所述水箱内部竖直设置有一溢流板将所述水箱分为回流区以及溢流区，所述回流区底部与所述储水箱管道连接，所述溢流区底部设有分别与所述潜水泵连接的管道以及与所述透明模型箱底部连接的进水管，所述进水管上设有流量计以及水阀；所述透明模型箱为圆筒形，下部为水流缓冲区、中部为饱和透明土填样区以及上部为出流区，所述填样区沿高度方向等距分布有若干孔压计，所述填样区与所述缓冲区之间由第一压力板隔离，所述第一压力板上方还设有过滤层，所述出流区与所述填样区之间由可透砂的第二压力板隔离，所述出流区设有出水口，所述出水口下缘与所述第二压力板上缘平齐，所述出水口设有与所述储水箱连接的出水管，所述出水管上设有水阀以及流量计；所述垂直加载装置用于施力在所述第二压力板上，使透明土处于不同的应力场中；所述数值观测系统包括用于采集透明土图像的CCD相机、圆弧导轨、位于所述圆弧导轨滑台上的用于照射透明土形成散斑场的激光发射器以及用于插入透明土内的参照格栅，所述圆弧导轨滑台可旋转角度大于180°；所述计算机与所述流量计以及所述CCD相机连接。