一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 204959681 U (45)授权公告日 2016.01.13

(21)申请号 201520619928.8(22)申请日 2015.08.18

(73)专利权人河海大学

地址211100 江苏省南京市江宁开发区佛城

西路8号(72)发明人胡书领 张馨元

(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限

公司 32200

代理人祁文彦(51)Int.Cl.

E02B 1/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

()实用新型名称

一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置(57)摘要

本实用新型提供一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，供水装置与试验槽是一个整体，供水装置包括：试验槽宽度方向的一侧面上开设有溢水口，溢水口两侧设有刻度线，溢水口内插设有滑片，滑片能在溢水口的滑槽内上下滑动；试验槽长度方向的一侧面上设置有供水管。本实用新型可为实际堤坝渗流模拟提供理论指导的试验装置，能够更加真试的模拟和测试不同程度透水坝体底部渗流破坏的渗流场、应力场等。

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权 利 要 求 书

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1.一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，包括用于提供上游水位的供水装置、用于装样的试验槽、用于数据收集及处理的数据采集装置，其中，试验槽外部为上部敞口的长方体结构，内部设置有一个坝体模拟装置，试验槽通过数据线与数据采集装置连接；其特征在于，供水装置与试验槽是一个整体，所述坝体模拟装置包括：

试验槽长边所在面的相对两侧壁上均安装有相互垂直的竖向滑槽和水平滑槽，水平滑槽通过活动螺栓固定在竖向滑槽上，两水平滑槽之间设置有两个底轴，底轴的两端设置有滚轮，底轴通过滚轮滚动连接于水平滑槽上，底轴上活动式安装有钢丝网板，钢丝网板内活动式卡设有隔水板；

所述供水装置包括：试验槽宽度方向的一侧面上开设有溢水口，溢水口两侧设有刻度线，溢水口内插设有滑片，滑片能在溢水口的滑槽内上下滑动；试验槽长度方向的一侧面上设置有供水管。

2.根据权利要求1所述的一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，其特征在于，竖向滑槽上设置有刻度线，通过上下移动活动螺栓实现设置不同的坝底土层厚度。

3.根据权利要求1所述的一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，其特征在于，水平滑槽上设置了刻度线，在竖向滑槽外侧设置了可移动量角刻度盘。

4.根据权利要求1所述的一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，其特征在于，钢丝网板垂直安装在底轴上，钢丝网板能绕底轴转动。

5.根据权利要求1所述的一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：计算机终端、均匀分布于试验槽下游侧壁上的液位传感器和百分表安装架，百分表安装架上安装有百分表，液位传感器和百分表通过数据线与计算机终端相连。

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说 明 书

一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置

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技术领域

本试用新型涉及一种试验装置，具体的说是一种综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置，属于水利工程物理模型技术领域。

[0001]

背景技术

渗流问题是坝体安全的关键问题，水利水电工程中堤坝的发展史也就是渗流理论和渗流控制理论的发展史。对于水利水电工程中最广泛的水库、堤坝的安全问题，渗流破坏更为突出，在国内外坝体失事调查原因中占45%左右。大坝和堤防的防洪、灌溉、发电、供水、航运、旅游和改善生态等综合效益巨大，是我国社会经济的重要基础设施与安全保证。这些工程的安危于兴衰，极大程度上依赖于渗流理论与技术的发展。因此，堤坝渗流破坏的研究刻不容缓。

[0003] 目前现有的堤坝渗流模型存在一系列不足，如:只能单一的用于混凝土坝等不透水坝，或者只能单一的用于土石坝等透水坝的渗流，综合性的模型则较少；其次实际工程中是不会存在绝对透水与绝对不透水的坝体，传统的试验装置模拟的渗流状态不符合实际情况；而且，传统的试验装置中，位于坝体下部的土层厚度固定，无法改变，所以传统试验装置得出的试验结果与实际工程误差较大，不能更好的满足试际工程的需求。故需要一种综合性研究坝体底部渗流破坏的模型试验装置。

[0002]

发明内容

本试用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种可为试际堤坝渗流模拟提供

理论指导的试验装置，能够更加真试的模拟和测试不同程度透水坝体底部渗流破坏的渗流场、应力场的综合性研究坝体底部渗流破坏的试验装置。[0005] 为了解决上述技术问题，本试用新型通过以下技术方案实现：[0006] 一种综合性研究坝体底部渗流破坏的模型试验装置，包括用于提供上游水位的供水装置、用于装样的试验槽、用于数据收集及处理的数据采集装置，其中，试验槽外部为上部敞口的长方体结构，内部设置有一个坝体模拟装置，试验槽通过数据线与数据采集装置连接；所述坝体模拟装置包括：

[0007] 试验槽长边所在面的相对两侧壁上均安装有相互垂直的竖向滑槽和水平滑槽，水平滑槽通过活动螺栓固定在竖向滑槽上，两水平滑槽之间设置有两个底轴，底轴的两端设置有滚轮，底轴通过滚轮滚动连接于水平滑槽上，底轴上活动式安装有钢丝网板，钢丝网板内卡设有隔水板；试验槽优选为机玻璃材质。[0008] 供水装置与试验槽是一个整体，所述供水装置包括：试验槽宽度方向的一侧面上开设有溢水口，溢水口两侧设有刻度线，溢水口内插设有滑片，滑片能在溢水口的滑槽内上下滑动；试验槽长度方向的一侧面上设置有供水管。

[0004] [0009]

竖向滑槽上设置有刻度线，通过上下移动活动螺栓实现设置不同的坝底土层厚

度。

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说 明 书

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水平滑槽上设置了刻度线，在竖向滑槽外侧设置了可移动量角刻度盘。[0011] 通过量角刻度盘和水平刻度线可以直观的调整钢丝网板角度和端部距离，精确模拟出各种坝体结构的不同参数。[0012] 优选地，两块孔径为三毫米的钢丝网板垂直安装在底轴上，两块隔水板安装在钢丝网的卡槽内，滚轮安装在底轴两端，钢丝网板可绕底轴转动。其中隔水板为不透水钢片，隔水板可以用来模拟不透水坝的迎水面和背水面。[0013] 所述数据采集装置包括：计算机终端、均匀分布于试验槽下游侧壁上的液位传感器和百分表安装架，百分表安装架上安装有百分表，液位传感器和百分表通过数据线与计算机终端相连的。

[0014] 数据采集装置能够通过液位传感器和百分表与计算机终端的连接实时监控坝底渗流过程中的渗流场和位移场。[0015] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

[0016] 本实用新型提出的一种综合性研究坝体底部渗流破坏的模型试验装置，可为实际堤坝渗流模拟提供理论指导的试验装置，能够更加真试的模拟和测试不同程度透水坝体底部渗流破坏的渗流场、应力场等。

[0017] 本试用新型所述该装置能够通过移动供水装置的滑片来控制上游水位，模拟试际堤坝工程不同的上游水位对坝体底部的渗流影响；可以通过改变坝体模拟装置的两个钢丝网和隔水板的角度与矩形底板的间距可以用来模拟具体不同形状参数的坝体结构；可以通过水平滑槽在竖向滑槽中的移动来确定不同的坝体底部土层厚度，模拟试际土层对坝体底部渗流的影响；可以根据研究对象的具体性质，来做真试的坝体模拟，若坝体为不透水坝体则将隔水板安装在钢丝网板的卡槽内，若坝体为透水坝，则将隔水板去除，并用透水程度相近的材料制作坝体模型，放置在两钢丝网之间；最后连接在计算机终端的液位传感器与百分表能够试时监控主体试验槽下游的渗流场、位移场。综上，本装置可为试际堤坝渗流模拟提供理论指导，也可以作为岩土工程与水利工程教学与试验之用。附图说明

为了更清楚地说明本实用新型试施例或现有技术中的技术方案，下面将对试施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些试施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1是本实用新型的整体结构示意图；[0020] 图2是竖向滑槽的局部细节图；[0021] 图3是供水装置结构示意图；

[0022] 图4是钢丝网板和隔水板的放大剖面图；[0023] 图5是模拟装置工时水位、土样示意图；[0024] 图中：1、溢水口；2、滑片；3、试验槽；4、供水管；5、竖向滑槽；6、水平滑槽；7、可移动量角刻度盘；8、活动螺栓；9、钢丝网板；10、滚轮；11、底轴；12、百分表；13、百分表安装

[0018]

架；14、液位传感器；15、计算机终端；16、隔水板。[0025] 具体试施方式

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说 明 书

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为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型试施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的试施例是本实用新型的一部分试施例，而不是全部的试施例。基于所描述的本实用新型的试施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他试施例，都属于本实用新型保护的范围。[0027] 如图1所示，试验槽3相对两侧壁上均安装的相互垂直的竖向滑槽5和水平滑槽6，水平滑槽6通过活动螺栓8固定在竖向滑槽5上，两水平滑槽6之间设置有两个底轴11，底轴11的两端设置有滚轮10，底轴11通过滚轮10滚动连接于水平滑槽6上，底轴11上活动式安装有钢丝网板9，钢丝网板9内卡设有隔水板16。[0028] 如图2所示，本实用新型在竖向滑槽5设置刻度线，这样可以通过上下移动活动螺栓8实现设置不同的坝底土层厚度。[0029] 如图3所示，本实用新型在试验槽3左侧面设置溢水口1以及滑片2，而且在溢水口1两侧设有刻度，这样可以通过调节滑片2实现不同的上游水位。[0030] 如图4所示，两块隔水板16安装在钢丝网板9的卡槽内，滚轮10安装在底轴11两端，钢丝网板9可绕底轴11转动。其中隔水板16为不透水钢片，隔水板16可以用来模拟不透水坝的迎水面和背水面。[0031] 如图5所示，在利用本实用新型研究坝体底部渗流破坏试验时，可以采用如下具体措施：

[0032] a.根据实际工程情况，调节活动螺栓8到指定高度。在试验槽3中分层加入土样至底轴11，并进行压试、排气及饱和处理。[0033] b.根基实际需要模拟的坝体，改变坝体模拟装置中钢丝网板9的角度与两钢丝网板9之间的间距。根据实际坝体的透水性能，若坝体为不透水坝体则将隔水板16安装在钢丝网板9的卡槽内，若坝体为透水坝，则不加隔水板16，并用透水程度相近的材料制作坝体模型，放置在两钢丝网板9之间。[0034] c.改变滑片2的位置，使长方体试验槽3中的上游水位不同，来模拟不同上游水位对坝体底部渗流的影响。

[0035] d.均匀分布设置试验槽下游的液位传感器14和百分表12能够测量相关参数，可以通过计算机终端15实时监控坝底渗流过程中的渗流场与位移场。[0036] 该试验装置适用于坝体工程渗流破坏的研究，为实际坝体工程施工、设计等提供参考和指导，也可以作为岩土工程及水利工程学科的教学与科研试验之用。[0037] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。[0038] 本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

[0039] 本实用新型中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本实用新型的理想试施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人

员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实

[0040]

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说 明 书

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用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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说 明 书 附 图

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图2

图1

图4

图3

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说 明 书 附 图

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图5

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