023] 先根据密实区和不密实区的压实度分别计算出每层土的质量和夯实高度，通过控 制每层的夯实高度的不同，制造出密实区和不密实区；每层都压实到所要求的高度以保证 压实度；每层填料时，使颗粒分布均匀且层与层之间要进行剖毛处理，剖毛深度为1~2cm ; 击实时，击锤要分布均匀直击到要求厚度，且试样与箱体8内壁接触的周边一定要击实。
[0024] (b)接触面存在裂隙的试样制备：
[0025] 接触面裂隙宽度的设置通过具有一定厚度的薄板控制，制样前，按照试验需要，将 一定厚度的薄板紧贴箱体8的一个内壁放置，其余三面的内壁均匀涂抹一层膨润土护壁， 然后再进行土样制备，制备过程同正常接触试样制备，土样制备好后拔出薄板即可进行试 验。
[0026] (三）试验操作
[0027] (1)试验设备的调试：有机玻璃本身就是一刚性介质，可直接将其作为一刚性接 触面，并通过改变其糙率模拟土体与不同糙率刚性建筑物之间的接触冲刷试验情况。可以 根据与土体接触的刚性建筑物的种类，设置箱体8内壁的糙率。
[0028] 进行土石接触冲刷试验时，除了采用本发明的土石结合部接触冲刷试验装置，还 需要采用供水装置，所述供水装置包括回转吊、电动萌芦和水箱，所述电动萌芦固定在所述 回转吊上，所述水箱固定在所述电动萌芦的吊钩上。
[0029] 启动电动萌芦，根据实验模拟的水头，将水箱提升到相应的高度，水箱底面的高度 最大可以达到l〇m，相当于0.1 MPa的水头压力，对所述接触冲刷试验装置供水，检查所述接 触冲刷试验装置的密封部位是否漏水。
[0030] (2)根据试验需要选取接触冲刷试验装置的放置方式：模拟涵闸底板与土基的接 触冲刷时，将接触面横向放置；模拟侧墙与土体的接触冲刷时，将接触面竖向放置；
[0031] (3)根据试验需要设置可活动顶盖2的状态：模拟下游有侧向限制的接触冲刷时， 打开出水口 5,将可活动顶盖2四周的螺栓拧紧，将可活动顶盖2与所述顶盖1紧密固定在 一起；模拟下游无侧向限制的接触冲刷时，关闭出水口 5,将可活动顶盖2拆除，或者将四周 的螺栓拧松，使可活动顶盖2与所述顶盖1之间保持一定的距离；
[0032] (4)开始试验：根据试验要求，调节试验水头，然后打开各阀门开始试验；水头施 加后，观察试样尤其是与箱体8内壁接触面不密实区试样随水头施加时间的变化现象，并 记录不密实区从润湿、渗水、破坏、渗漏通道形成的过程及时间、试样冲刷破坏后每2min内 的冲刷量，并对比每种试验条件下试验现象的变化；对初始试验溢出土体及冲刷土体进行 取样烘干、称量、颗分，对比不同试验条件下、不同土体冲刷前后颗粒级配的变化。
[0033] 应用实例：
[0034] 以下游无侧限、接触面存在不密实区的接触冲刷试验为例，具体控制指标为：不密 实区压实度0. 85、密实区压实度0. 95、试验水头为0. 7m、横向试验。具体试验情况如下：试 样初始现象表现为从试样与仪器接触面的下部开始，先是接触面土样润湿、渗水（稳定阶 段），紧接着接触带土样松软、鼓胀，然后接触面底部小块土样脱落（破坏阶段），继而内部 土样在上游水头作用下出现连续性的流失，最后形成管涌通道（冲刷阶段）。
[0035] 利用本发明的试验装置，打开出水口 5,将可活动顶盖2四周的螺栓拧紧，将可活 动顶盖2与所述顶盖1紧密固定在一起，可进行原状土或重塑土的渗透破坏试验，测量不同 土体的渗透系数，或进行渗透破坏试验。其与接触冲刷试验的不同之处在于：样制备时，将 仪器四周均匀涂抹一层膨润土防止边壁集中渗漏，具体制备同正常接触试样制备。
[0036] 本发明的技术方案，可进行不同条件下的接触冲刷试验，也可以进行渗透破坏试 验，测定土体的渗透系数。单个接触冲刷试验装置制作费用约2000元，加之可重复使用，降 低了试验的成本。箱体8采用透明的有机玻璃，方便试验过程中各种现象的观测。
【主权项】
1. 一种渗透破坏水工模型，其特征在于，包括箱体（8)、底座（10)、上缘（7)和顶盖 (1)，所述顶盖（1)、上缘（7)和底座（10)均为矩形钢板，所述顶盖（1)的中部设有可活动 顶盖（2)，所述可活动顶盖（2)四周设有多个螺栓，将可活动顶盖（2)固定在所述顶盖（1) 上；所述上缘⑵和底座（10)的四周均设有压槽（6)，所述压槽（6)内设有厚12mm的硅胶 密封条；所述箱体（8)由横截面为矩形的透明有机玻璃方管制成，壁厚为8mm，所述箱体（8) 放置在所述上缘（7)和底座（10)的所述压槽（6)内，在所述箱体（8)的一个侧面设有出水 口（5)出水口（5)出水口（5)出水口（5);所述顶盖⑴覆盖在所述上缘（7)上，二者之间 设有密封圈（3);所述底座（10)的底部设有进水口（12);所述底座（10)位于所述箱体（8) 内的部分设有矩形凹槽，所述凹槽的上部设有透水钢板（11)，所述透水钢板（11)的透水孔 径为01.5mm，所述透水钢板（11)的上表面与所述底座（10)的上表面在同一个平面上；水 流通过所述进水口（12)进入所述凹槽内，然后通过所述透水钢板（11)上的透水孔的均匀 过渡，进入箱体（8)内；多个顶杆（9)穿过所述顶盖（1)、上缘（7)和底座（10)底座（10)底 座（10)，利用紧固螺栓（4)将所述顶盖（1)、上缘（7)、箱体（8)和底座（10)固定在一起。
【专利摘要】本发明涉及一种水工模型，特别涉及一种模拟土石结合部渗透破坏的水工模型，属于水利领域，其IPC分类号为E02B 1/02。本发明的渗透破坏水工模型，包括箱体、底座、上缘和顶盖，顶盖的中部设有可活动顶盖，箱体由横截面为矩形的透明有机玻璃方管制成，底座位于所述箱体内的部分设有矩形凹槽，所述凹槽的上部设有透水钢板。本发明的试验装置，可进行不同条件下的接触冲刷试验，操作方便且简单易行，工作效率显著提高，投资少，简单易行。箱体采用透明的有机玻璃，方便试验过程中各种现象的观测。
【IPC分类】E02B1-02
【公开号】CN104831674
【申请号】CN201510108608
【发明人】李娜, 赵寿刚, 刘忠, 乔瑞社, 郝伯瑾, 鲁立三, 杨小平, 邓宇, 李振全, 岳瑜素, 宋力, 王少锋, 高玉琴, 常芳芳, 余元宝, 校永志, 赵险峰
【申请人】黄河水利委员会黄河水利科学研究院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月12日