[发明专利]大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置

权利要求书

1.大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，包括:模型主体、可拆换式盖板系统、供水系统、渗流场监测系统；

所述模型主体用于模拟包括覆盖层和砂层的堤基；

所述供水系统与所述模型主体相通；所述供水系统用于为所述模型主体提供管涌险情模拟过程中的水力条件；

所述可拆换式盖板系统覆盖在管涌口上游区域的覆盖层上；

所述渗流场监测系统用于监测所述砂层的压力水头;

所述模型主体的顶面边缘，平铺固定部，所述固定部上端水平段有钻孔，用于固定可拆换式盖板系统；

所述可拆换式盖板系统包括:多个可拆换式盖板单元和连接件；

所述多个可拆换式盖板单元通过连接件连接为一个整体覆盖在管涌口上游区域的覆盖层上；通过逐渐揭开可拆换式盖板系统上的可拆换式盖板单元，使覆盖层露出，为管涌口向上游扩展时不受约束提供条件。

2.根据权利要求1所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，还包括：覆盖层变形监测系统、管涌流量与含沙量监测系统和管涌口形态扩展监测系统中的任意一种系统或者多种系统；

所述覆盖层变形监测系统，用于监测所述覆盖层的变形情况；

所述管涌流量与含沙量监测系统，用于监测管涌排水流量及排水浊度变化；

所述管涌口形态扩展监测系统，用于监测拍摄管涌扩展过程。

3.根据权利要求2所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，所述覆盖层变形监测系统设置在覆盖层中，所述覆盖层变形监测系统包括：多个位移变形监测仪；

所述管涌流量与含沙量监测系统，位于管涌口的下游区域且邻近排水室；所述管涌流量与含沙量监测系统包括：流量监测仪和浊度仪；

所述管涌口形态扩展监测系统，包括：至少两台高清摄像机；至少一台高清摄像机固定于管涌口上方；至少一台高清摄像机为可移动式高精度摄像机，所述可移动式高精度摄像机安装在模型主体一侧的活动轨道上。

4.根据权利要求1所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，还包括：循环水系统；

所述循环水系统与所述供水系统和所述模型主体分别相通， 用于将所述模型主体上的管涌口涌出的水回收，以及为所述供水系统供水。

5.根据权利要求4所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，所述循环水系统包括：排水室、提水泵、循环池、潜水泵；所述排水室为敞口无压力式；所述排水室设置在模型主体下游末端；用于将管涌口涌出的水排入排水室，然后通过提水泵抽入循环池；所述循环池通过潜水泵，将水输送至供水系统，当供水系统中的水箱中的水超过控制水位，则通过供水系统中的水箱溢流装置系统，在重力作用下流回循环池。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，所述模型主体的原材料为钢筋混凝土材料,长度值范围为1000厘米-2000厘米；宽度值范围为300厘米-500厘米；高度值范围为250厘米-400厘米。

7.根据权利要求1所述的大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，其特征在于，所述固定部具体为工型钢，所述工型钢与模型主体墙体钢筋网通过焊接固定在一起；所述工型钢上端水平段有钻孔，用于固定可拆换式盖板系统；

所述连接件包括多个位于所述模型主体宽度方向上的倒T型钢；多个位于所述模型主体长度方向上的衔接固件墙体；

所述可拆换式盖板单元、与所述倒T型钢、所述衔接固件墙体上均设置有位置相对应的螺孔；每个可拆换式盖板单元平铺于两个相邻的倒T型钢之间；所述衔接固件墙体位于相邻两个可拆换式盖板单元之上；所述倒T型钢、所述衔接固件墙体通过螺丝将所述可拆换式盖板单元连接件连接为一个整体覆盖在所述在管涌口上游区域的覆盖层上；

所述可拆换式盖板单元与所述连接件之间还放置有阻水层。