过滑轮11在轨道12上移动。为满足强度和负载要求，箱体16采用PVC板制作。为满足强度和可视化的要求，衬板18采用有机玻璃制作。
[0031]所述试验段8沿水流方向设有四条纵缝25，所述纵缝25将试验段8分割成五个底板块19。
[0032]所述衬板18上沿横向开设十个扬压力施加孔21，扬压力施加孔21通过软管与水箱连接，所述底缝6通过扬压力施加孔21与软管相通。
[0033]还包括侧壁23，所述每个底板块19的四边分别与侧壁23相接，每个底板块19分别通过侧壁23与衬板18围成底盒20，所述的五个压力传感器22分别设置在五个底盒20中，与水流方向垂直的侧壁23上开有连通底盒20与横缝26的第一缝隙30，并且在第一缝隙30的通路上设有控制第一缝隙30相通或隔断的第一止水闸门17。与水流方向平行的侧壁23上开有连通底盒20与纵缝25的第二缝隙31，并且在第二缝隙31的通路上设有控制第二缝隙31相通或隔断的第二止水闸门28。即，每个底盒20周边的两条横缝26分别通过两个第一止水闸门17来控制是否止水破坏，每个底盒20周边的两条纵缝25分别通过两个第二止水闸门28来控制是否止水破坏。
[0034]每个底盒20分别配有两个扬压力施加孔21。
[0035]还包括隔板24，所述隔板24上开设有若干通孔29，所述隔板24将所述底盒20分成上下两个腔体。
[0036]所述底板块19四边通过橡皮27与侧壁23相接。
[0037]所述底板块19由橡胶制成。
[0038]试验过程中所需要的水流由水流自循环系统提供。水流自循环系统包括地下水库
1、潜水泵2、输水管道3、上游水库4、溢流表孔5、箱体16、回水明渠7。利用潜水泵2从地下水库I抽水，经输水管道3到上游水库4，通过溢流表孔5射入箱体16，水流经过箱体16末端设置的可调节开度的尾水闸门10，泄入回水明渠7，并流回地下水库I。上游水库4由钢板水箱制作，为消除输水管道3供水引起水箱内的水面波动，在输水管道3出口处设置消能孔板14 ;为使进入溢流表孔5的水流更加平稳，在上游水库4中部设置稳水板15。设计量水堰13的目的是测量试验流量。
[0039]将压力传感器22接信号采集仪，利用软管将水箱连至扬压力施加孔21，即可进行试验。
[0040]泄洪消能时，即水流自循环系统中有水循环流动时，通过推动箱体16在轨道12上移动，即可以改变射入水舌与试验段的相对位置，从而不仅能够获得缝隙动水压力沿横向的分布规律，还可以测试缝隙动水压力沿纵向的分布规律。
[0041]由于设置了横缝26和纵缝25，综合考虑了由横缝26和纵缝25灌入底缝6的水体对缝隙动水压力的影响。
[0042]通过改变第一止水闸门17和第二止水闸门28关闭或打开的数目，可以测量每个底板块19的横缝26或纵缝25在不同止水破坏程度下的缝隙动水压力。同时关闭两个第一止水闸门17和两个第二止水闸门28，可以模拟止水完好；随意打开两个第一止水闸门17、两个第二止水闸门28中的I个、2个、3个或4个，可以分别模拟25%、50%、75%、100%的止水破坏程度。
[0043]利用水箱向底缝6内注水，可以模拟基岩裂隙对底板块19产生的扬压力。正常泄洪消能的同时可以考虑扬压力对缝隙动水压力的影响，也可以单独考虑在水库检修(无水舌下泄且箱体16内无水)的条件下，只有扬压力作用的工况。通过改变水箱内的水头，从而改变作用在底板块19底部的扬压力的大小。
[0044]在试验过程中，为了确保试验结果的准确性，需要检测由橡胶制成的底板块19是否发生弹性破坏，此时，可以将五个压力传感器22部分或者全部替换为位移传感器，以测量底板块19的振动位移，从而得知橡胶是否发生弹性破坏、是否需要更换底板块19。也可以在本实施例结构的衬板18上加装位移传感器，在测量缝隙动水压力的同时测量底板块19的振动位移。
【主权项】
1.一种量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，包括水垫塘和至少一个压力传感器(22)，其特征在于，所述水垫塘包括沿水流方向可移动的箱体(16)、箱体(16)底部的试验段(8)、箱体(16)底部与试验段(8)的上下游两端间分别形成横缝(26)的两个非试验段(9)，试验段(8)与箱体(16)底部之间设有衬板(18)，所述衬板(18)与试验段(8)之间形成底缝(6)，所述压力传感器(22)穿过衬板(18)进入底缝(6)，所述压力传感器(22)沿横向排列。
2.如权利要求1所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，所述试验段(8)沿水流方向设有至少一条纵缝(25)，所述纵缝(25)将试验段(8)分割成若干底板块(19)。
3.如权利要求1或2所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，所述衬板(18)上沿横向开设至少一个扬压力施加孔(21)，扬压力施加孔(21)通过软管与水箱连接，所述底缝(6 )通过扬压力施加孔(21)与软管相通。
4.如权利要求2所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，还包括侧壁(23)，所述每个底板块(19)的四边分别与侧壁(23)相接，每个底板块(19)分别通过侧壁(23)与衬板(18)围成底盒(20)，所述的至少一个压力传感器(22)设置在每个底盒(20)中，与水流方向垂直的侧壁(23)上开有连通底盒(20)与横缝(26)的第一缝隙(30)，并且在第一缝隙(30)的通路上设有控制第一缝隙(30)相通或隔断的第一止水闸门(17)。
5.如权利要求2所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，还包括侧壁(23)，所述每个底板块(19)的四边分别与侧壁(23)相接，每个底板块(19)分别通过侧壁(23)与衬板(18)围成底盒(20)，所述的至少一个压力传感器(22)设置在每个底盒(20)中，与水流方向平行的侧壁(23)上开有连通底盒(20)与纵缝(25)的第二缝隙(31)，并且在第二缝隙(31)的通路上设有控制第二缝隙(31)相通或隔断的第二止水闸门(28)。
6.如权利要求4或5所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，每个底盒(20)分别配有至少一个扬压力施加孔(21)。
7.如权利要求4或5所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，还包括隔板(24)，所述隔板(24)上开设有若干通孔(29)，所述隔板(24)将所述底盒(20)分成上下两个腔体。
8.如权利要求4或5所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，所述四边分别通过弹性材料与侧壁(23)相接。
9.如权利要求2所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，所述底板块(19)由橡胶制成。
10.如权利要求1所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，还包括至少一个位移传感器，所述位移传感器穿过衬板(18)进入底缝(6)，所述位移传感器沿横向排列。
11.如权利要求1所述的量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，其特征在于，包括沿水流方向设置的轨道(12)，所述箱体(16)底部安装有滑轮(11)，所述箱体(16)通过滑轮(11)在轨道(12 )上移动。
【专利摘要】本发明公开了一种量测水垫塘底板块缝隙动水压力的试验装置，包括水垫塘和压力传感器，水垫塘包括沿水流方向可移动的箱体、箱体底部的试验段、箱体底部与试验段上下游两端间分别形成横缝的非试验段，试验段与箱体底部之间设有衬板，衬板与试验段之间形成底缝，压力传感器穿过衬板进入底缝。本发明不仅能够获得缝隙动水压力沿横向的分布规律，还可以测试缝隙动水压力沿纵向的分布规律；综合考虑了由横缝和纵缝灌入的水体对缝隙动水压力的影响；考虑了不同大小的扬压力对缝隙动水压力的影响；可以测量横缝或纵缝在不同止水破坏程度下的缝隙动水压力；可以模拟混凝土底板块的形变，与实际工程更相符。
【IPC分类】G01N3-00, G01N15-08
【公开号】CN104849135
【申请号】CN201510273712
【发明人】张春财, 杜宇, 王立杰, 戴晓兵, 孙建, 赵燕华, 樊新建, 张金明
【申请人】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月26日