一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽的制作方法

本发明涉及一种堤坝水位浸泡稳定性试验槽。

背景技术：

长期高水位浸泡及江河水位降落过快等危险水利条件，导致堤防边坡失稳现象时有发生，在我国堤防管理中有着深刻教训。因此，研究危险水利条件对堤坝稳定性由来已久。为了模拟长期高水位浸泡及水位降落等危险水利条件下堤防渗流场和边坡破坏失稳变化过程，探讨堤坝边坡稳定性机理，而研制了一种堤坝高水位浸泡稳定性实验装置。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有堤坝稳定性实验装置中提供恒定水位困难和水位降落速度控制困难、堤坝渗流场监测困难和堤坝边坡破坏失稳变化监测困难的问题，而提供一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽。

一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽包括水泵、供水管、平水箱、溢流管、调水装置出水管、液压升降装置、连接管、进水管、试验槽、轨道、超声地形自动测量分析系统、上游有机玻璃筛板、标尺、上游插槽、上游挡土板、测压管、下游插槽、下游挡土板、下游有机玻璃筛板、角钢支座、第一排水管、第二排水管、第三排水管、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第一水表、第二水表、第三水表和第四水表；

所述的堤坝高水位浸泡稳定性试验槽包括调水装置和试验槽试验装置；

所述的调水装置包括水泵、供水管、平水箱、溢流管、调水装置出水管和液压升降装置；

所述的供水管的一端与地下水库相连通，另一端与平水箱的顶端相连通，且供水管的管路上设有第一阀门和水泵；所述的溢流管的一端与平水箱的上端侧壁开孔相连通，另一端与地下水库相连通；且溢流管的管路上设有第二阀门；所述的平水箱的下面设有液压升降装置；

所述的平水箱的底部开孔接通调水装置出水管，调水装置出水管的管路上设有第三阀门；

所述的试验槽试验装置包括试验槽、轨道、超声地形自动测量分析系统和角钢支座；

所述的试验槽的上游侧分别设有进水管和第三排水管；所述的调水装置出水管通过连接管与进水管相连通；

所述的试验槽的下游侧分别设有第一排水管和第二排水管；所述的第一排水管与地下水库相连通；

所述的试验槽的上游侧设有上游有机玻璃筛板，试验槽的下游侧设有下游有机玻璃筛板；所述的上游有机玻璃筛板和下游有机玻璃筛板的内侧设有上游插槽和下游插槽；上游挡土板插入到上游插槽中，下游挡土板插入到下游插槽中；

所述的试验槽的侧壁上设有标尺；

所述的试验槽的底部设有角钢支座；试验槽的顶端两侧设有轨道；轨道上端设有超声地形自动测量分析系统；

所述的试验槽的一侧设有若干测压管。

本发明的使用方法、原理及优点：

一、试验开始前，预先在试验槽中将模型堤坝按要求填筑制作，模型堤坝的两端采用上游挡土板和下游挡土板固定；模型堤坝制作完成后，通过调水装置调节试验工况水位；首先打开水泵抽取地下水库的水，经供水管送入平水箱内，从平水箱底部调水装置出水管流出，通过连接试验槽的连接管和试验槽上游侧的进水管流入试验槽中，当平水箱内水位达到溢流管口时通过溢流管流出，此时水面维持在该水面高度，再通过液压升降装置，调节平水箱高度，使平水箱内的水面达到试验水位，根据连通器原理，试验槽中的水面与平水箱的水面保持一致，达到恒定试验水位；当需要水位下降工况时，打开第三排水管的第七阀门，使试验槽上游水位下降，根据第四水表，调节第七阀门开度控制水位下降速度，直至达到试验工况要求；待上游水位调节完毕后，水从上游经过模型堤坝渗流，流到下游，打开第一排水管，使水流入地下水库；试验测试期间，透过试验槽侧壁观察模型堤坝内部渗流情况和浸润线；通过测压管观测测压管水头来监测孔隙水压力变化情况；通过超声地形自动测量分析系统测量模型堤坝各部位的沉降量及地形变化；采用第二水表测量渗流水量；

二、本发明能够提供恒定水位和控制水位降落速度等水利条件，监测堤坝内部的孔隙水压力和浸润线，测量堤坝边坡破坏失稳地形变化，为堤坝边坡稳定性机理探讨提供支持；

三、本发明中的调水装置是为试验槽试验装置调控水位；上游有机玻璃筛板和下游有机玻璃筛板用来稳定水流；标尺用来测量水位；测压管用来观测孔隙水压力；

四、本发明解决了现有堤坝稳定性实验装置中提供恒定水位困难和水位降落速度控制困难、堤坝渗流场监测困难和堤坝边坡破坏失稳变化监测困难的问题。

本发明可获得一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽的结构示意图；

图2为具体实施方式一所述的一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽包括水泵1、供水管2、平水箱4、溢流管6、调水装置出水管7、液压升降装置9、连接管10、进水管13、试验槽14、轨道15、超声地形自动测量分析系统16、上游有机玻璃筛板17、标尺18、上游插槽19、上游挡土板20、测压管21、下游插槽22、下游挡土板23、下游有机玻璃筛板24、角钢支座25、第一排水管26、第二排水管29、第三排水管32、第一阀门3、第二阀门5、第三阀门8、第四阀门11、第五阀门28、第六阀门31、第七阀门33、第一水表12、第二水表27、第三水表30和第四水表34；

所述的堤坝高水位浸泡稳定性试验槽包括调水装置和试验槽试验装置；

所述的调水装置包括水泵1、供水管2、平水箱4、溢流管6、调水装置出水管7和液压升降装置9；

所述的供水管2的一端与地下水库相连通，另一端与平水箱4的顶端相连通，且供水管2的管路上设有第一阀门3和水泵1；所述的溢流管6的一端与平水箱4的上端侧壁开孔相连通，另一端与地下水库相连通；且溢流管6的管路上设有第二阀门5；所述的平水箱4的下面设有液压升降装置9；

所述的平水箱4的底部开孔接通调水装置出水管7，调水装置出水管7的管路上设有第三阀门8；

所述的试验槽试验装置包括试验槽14、轨道15、超声地形自动测量分析系统16和角钢支座25；

所述的试验槽14的上游侧分别设有进水管13和第三排水管32；所述的调水装置出水管7通过连接管10与进水管13相连通；

所述的试验槽14的下游侧分别设有第一排水管26和第二排水管29；所述的第一排水管26与地下水库相连通；

所述的试验槽14的上游侧设有上游有机玻璃筛板17，试验槽14的下游侧设有下游有机玻璃筛板24；所述的上游有机玻璃筛板17和下游有机玻璃筛板24的内侧设有上游插槽19和下游插槽22；上游挡土板20插入到上游插槽19中，下游挡土板23插入到下游插槽22中；

所述的试验槽14的侧壁上设有标尺18；

所述的试验槽14的底部设有角钢支座25；试验槽14的顶端两侧设有轨道15；轨道15上端设有超声地形自动测量分析系统16；

所述的试验槽14的一侧设有若干测压管21。

图1为具体实施方式一所述的一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽的结构示意图；图1中1为水泵，2为供水管，3为第一阀门，4为平水箱，5为第二阀门，6为溢流管，7为调水装置出水管，8为第三阀门，9为液压升降装置，10为连接管，11为第四阀门，12为第一水表，13为进水管，14为试验槽，15为轨道，16为超声地形自动测量分析系统，17为上游有机玻璃筛板，18为标尺，19为上游插槽，20为上游挡土板，21为测压管，22为下游插槽，23为下游挡土板，24为下游有机玻璃筛板，25为角钢支座，26为第一排水管，27为第二水表，28为第五阀门，35为地下水库；

图2为具体实施方式一所述的一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽的俯视图；图2中1为水泵，2为供水管，4为平水箱，6为溢流管，9为液压升降装置，10为连接管，12为第一水表，13为进水管，14为试验槽，15为轨道，16为超声地形自动测量分析系统，17为上游有机玻璃筛板，19为上游插槽，20为上游挡土板，22为下游插槽，23为下游挡土板，24为下游有机玻璃筛板，26为第一排水管，27为第二水表，28为第五阀门，29为第二排水管，30为第三水表，31为第六阀门，32为第三排水管，33为第七阀门，34为第四水表。

本实施方式的使用方法、原理及优点：

一、试验开始前，预先在试验槽14中将模型堤坝按要求填筑制作，模型堤坝的两端采用上游挡土板20和下游挡土板23固定；模型堤坝制作完成后，通过调水装置调节试验工况水位；首先打开水泵1抽取地下水库的水，经供水管2送入平水箱4内，从平水箱4底部调水装置出水管7流出，通过连接试验槽14的连接管10和试验槽14上游侧的进水管13流入试验槽14中，当平水箱4内水位达到溢流管6口时通过溢流管6流出，此时水面维持在该水面高度，再通过液压升降装置9，调节平水箱4高度，使平水箱4内的水面达到试验水位，根据连通器原理，试验槽14中的水面与平水箱4的水面保持一致，达到恒定试验水位；当需要水位下降工况时，打开第三排水管32的第七阀门33，使试验槽14上游水位下降，根据第四水表34，调节第七阀门33开度控制水位下降速度，直至达到试验工况要求；待上游水位调节完毕后，水从上游经过模型堤坝渗流，流到下游，打开第一排水管26，使水流入地下水库；试验测试期间，透过试验槽14侧壁观察模型堤坝内部渗流情况和浸润线；通过测压管21观测测压管21水头来监测孔隙水压力变化情况；通过超声地形自动测量分析系统16测量模型堤坝各部位的沉降量及地形变化；采用第二水表27测量渗流水量；

二、本实施方式能够提供恒定水位和控制水位降落速度等水利条件，监测堤坝内部的孔隙水压力和浸润线，测量堤坝边坡破坏失稳地形变化，为堤坝边坡稳定性机理探讨提供支持；

三、本实施方式中的调水装置是为试验槽试验装置调控水位；上游有机玻璃筛板17和下游有机玻璃筛板24用来稳定水流；标尺18用来测量水位；测压管21用来观测孔隙水压力；

四、本实施方式解决了现有堤坝稳定性实验装置中提供恒定水位困难和水位降落速度控制困难、堤坝渗流场监测困难和堤坝边坡破坏失稳变化监测困难的问题。

本实施方式可获得一种堤坝高水位浸泡稳定性试验槽。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的上游有机玻璃筛板17与上游挡土板20之间的距离为20cm～25cm。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的上游有机玻璃筛板17与上游挡土板20之间的距离为20cm～25cm。其他步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的上游有机玻璃筛板17的孔径为2mm，相邻两个孔的圆心距离为20mm～24mm。其他步骤与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的试验槽14的材质为钢化玻璃。其他步骤与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：所述的测压管21的个数为100个～150个。其他步骤与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述的第一排水管26的管路上设有第二水表27和第五阀门28。其他步骤与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述的第二排水管29的管路上设有第三水表30和第六阀门31。其他步骤与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述的第二排水管29的管路上设有第三水表30和第六阀门31。其他步骤与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：所述的第二排水管29的管路上设有第三水表30和第六阀门31。其他步骤与具体实施方式一至九相同。