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专利号: 2021108027854
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模拟降雨和地下水位变化对填方体影响的试验系统,其特征在于:所述模拟系统包括土柱试验装置、降雨控制装置和地下水控制装置;其中:所述土柱试验装置由垂直圆柱土样筒(8)和水平向的长方体土样筒(9)构成,所述圆柱体土样筒上部有与降雨装置相连的淋雨喷头(3);所述长方体土样筒(9)下部和一侧有与地下水控制系统连通的出入水口;

所述降雨控制装置包括可控制流量的淋雨喷头(3)、蠕动泵(16)和圆柱储水罐(17),用于蠕动泵(16)控制降雨的流量;

所述地下水控制装置包括与土柱试验装置相连的圆柱筒(13)、蠕动泵(16)和圆柱储水罐(17),调节圆柱筒(13)内液位的高低来控制土柱装置内水的流入与流出;

所述土柱试验装置是由圆柱土样筒(8)和水平向为长轴的长方体土样筒(9)构成,构成垂直向渗流和水平向渗流;

土柱试验装置侧壁留有孔,用于传感器的安装,闲置时则用玻璃胶密封;所述长方体土样筒(9)由几块带槽和隼的长方形有机玻璃构成,用于方便装样和实验结束后采集土样;

所述降雨控制装置能够通过蠕动泵(16)调节雨强并从淋雨喷头(3)均匀喷出,所述地下水控制装置的圆柱筒(13)与土柱试验装置底部通过软管连接,形成U型管形式;所述地下水位变化通过蠕动泵(16)调节圆柱筒(13)的水位来实现。

2.根据权利要求1所述一种模拟降雨和地下水位变化对填方体影响的试验系统,其特征在于:所述模拟降雨和地下水位对填方体影响的试验考虑降雨和地下水位单一因素对填方体的影响,同时考虑它们共同的作用的影响。

3.根据权利要求1所述的一种模拟降雨和地下水位变化对填方体影响的试验系统,其特征在于:圆柱筒(13)和圆柱储水罐(17)为同样大小的有机玻璃圆柱筒(13)所述圆柱筒(13)和圆柱储水罐(17)用途分比为:圆柱筒(13)用于调节土柱试验装置的地下水位;圆柱储水罐(17)通过控制阀门给降雨系统和地下水位控制系统供给水源。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种模拟降雨和地下水位变化对填方体影响的试验系统的使用方法,其特征在于:①考虑降雨的对填方体的影响,包括如下步骤:

步骤一、根据试验设计的土壤参数,先从底部的长方体土样筒(9)开始分层装入土壤样品,待到长方体土样筒(9)装满,封上上部有机玻璃板,装上圆柱土样筒(8),在圆柱土样筒(8)里分层装入土壤样品,填装好土样后,按照需求安装微型土壤水分传感器(4)、微型土壤水势传感器(5)和微型孔隙水压力传感器(6);

步骤二、开启圆柱储水罐(17)连接土柱实验装置的阀门和土柱实验装置侧边的出水口阀门,关闭连接圆柱筒(13)的阀门和土柱实验装置底部出水口阀门,启动传感器采集设备和降雨装置的蠕动泵(16),经过淋雨喷头(3)喷洒需要雨强的均匀雨滴,模拟真实情况下降雨入渗对填土体的影响,出水口有水渗出后开启圆柱筒(13)连接圆柱储水罐(17)的蠕动泵(16);

②考虑地下水的对填方体的影响,包括如下步骤:

步骤一:与①中步骤一相同;

步骤二、开启圆柱储水罐(17)连接圆柱筒(13)的阀门和土柱实验装置底部出水口阀门,关闭连接土柱实验装置的阀门和土柱实验装置侧边的出水口阀门,启动地下水位试验装置的蠕动泵(16),改变圆柱筒(13)水位使土柱实验装置水位面达到试验设计要求;

③考虑降雨和地下水位共同对填方体的影响,包括如下步骤:

步骤一和步骤二:与①中相同;

步骤三:完全渗流之后,关闭圆柱筒(13)连接圆柱储水罐(17)的蠕动泵(16),让圆柱筒(13)内水位缓慢上升,使水位面达到试验设计要求,调节两个蠕动泵(16)的效率,使圆柱筒(13)内水位和降雨量保持平衡。