一种温控室内模拟岩溶潜蚀的装置的制作方法

文档序号:12798621阅读:209来源:国知局

本发明涉及岩溶潜蚀机理模拟领域,具体涉及一种温控室内模拟岩溶潜蚀的装置。



背景技术:

岩溶潜蚀对岩溶区地基有较大的危害,目前关于岩溶潜蚀的研究多为工程调查,预测岩溶的发展,岩溶机理的模型试验的研究不足。关于岩溶潜蚀的研究均采用野外调查分析的方法,无室内模拟实验模型,缺乏潜蚀机理研究,无法模拟测量不同水头压力、不同水流路径、不同地下水温度条件下岩溶潜蚀作用。



技术实现要素:

综上所述,为了克服现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种温控室内模拟岩溶潜蚀的装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种温控室内模拟岩溶潜蚀的装置,包括底座、水箱、装土容器、接土容器和用于监测调节所述水箱内水体温度的温控仪,所述水箱和所述装土容器处于所述底座上,所述水箱一端封闭一端敞口设置,所述装土容器的两端均敞口设置,并且所述水箱的敞口端与所述装土容器的一敞口端连通起来,所述水箱和所述装土容器的连接位置处设有第一过滤网,所述装土容器远离所述水箱的一端从内到外依次设有第二过滤网和密封板,并且所述第二过滤网的孔径大于所述第一过滤网的孔径;

所述水箱和所述装土容器的顶部设有将其密封的顶盖,所述顶盖上且对应所述水箱的位置处连接有进水管;所述水箱的底部连接有测压管和水头调节管;

所述接土容器处于所述装土容器远离所述水箱的一端的外侧下方,在所述接土容器的侧壁上设有用于将其内部水体排出的排水管。

本发明的有益效果是:用于模拟测量不同水头压力、不同水流路径件下岩溶潜蚀作用,并可以通过温控仪控制水体的温度,研究不同温度条件下潜蚀规律,有利于开展岩溶潜蚀机理的研究。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,所述接土容器的侧壁上且靠近其顶部的位置处设有排水口,所述排水管连接该排水口。

采用上述进一步方案的有益效果是:有利于排出接土容器内的水体。

进一步,所述水箱与所述装土容器通过第一螺母组件连接起来,在所述水箱与所述装土容器连接的位置处设有第一密封圈。

进一步,所述顶盖通过第二螺母组件固定在所述水箱和所述装土容器的顶部,并且所述顶盖与所述水箱和所述装土容器连接的位置处设有第二密封圈。

采用上述进一步方案的有益效果是:防止泄露以及保证水压。

进一步,所述底座底部的一侧且对应所述装土容器的下方设有支架,所述底座底部的另外一侧设有千斤顶调节脚。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过千斤顶调节脚将底座设有水箱的一端抬起或者降下,以调节水箱内水体流向装土容器内土样的流向。

进一步,所述温控仪包括加热探测头、探测线和显示装置,所述加热探测头处于所述水箱内,所述显示装置处于所述水箱外,所述探测线的一端连接所述加热探测头,所述探测线的另外一端穿过所述第一过滤网进入到所述装土容器内,再穿过所述第二过滤网后连接所述显示装置。

采用上述进一步方案的有益效果是:加热探测头用于加热以及测量水箱内水体的温度,并且将测试到的温度结果通过探测线输送给所述显示装置显示出来,以便调节和掌握水箱内水体的温度。

进一步,所述装土容器内的底部设有玻璃管,所述探测线处于所述装土容器内的部分处于所述玻璃管内。

采用上述进一步方案的有益效果是:保护探测线不被土样损坏。

进一步,所述水箱的底部通过控制阀门连接所述水头调节管。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过控制阀门控制水头调节管以控制水箱中水头高度即水压力。

进一步,所述水箱、所述装土容器和所述接土容器均为有机玻璃制成。

采用上述进一步方案的有益效果是:有机玻璃耐酸碱性,并且保证整个试验过程具有可视性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、底座,2、千斤顶调脚,3、水箱,4、装土容器,5、第一过滤网,6、第二过滤网,7、支架,8、接土容器,9、测压管,10、水头调节管,11、第一密封圈,12、顶盖,13、排水管,14、第一螺母组件,15、进水管,16、控制阀门,17、温控仪,18、玻璃管,19、密封板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

如图1所示,一种温控室内模拟岩溶潜蚀的装置,包括底座1、水箱3、装土容器4、接土容器8和用于监测调节所述水箱3内水体温度的温控仪17,所述水箱3、所述装土容器4和所述接土容器8均为有机玻璃制成,采用有机玻璃材料可以耐酸碱性,同时玻璃透明让整个试验过程具有可视性。所述水箱3和所述装土容器4处于所述底座1上,所述水箱3一端封闭一端敞口设置,所述装土容器4的两端均敞口设置,并且所述水箱3的敞口端与所述装土容器4的一敞口端连通起来,具体如下:所述水箱3与所述装土容器4通过第一螺母组件14连接起来,在所述水箱3与所述装土容器4连接的位置处设有第一密封圈11。将水箱3和装土容器4分别制成单独的两部分最后按照要求连接起来,而不是一体化设计,是因为如果两者一体化设计,会使得设备由于尺寸过大不好拆装,并且尺寸过大时有机玻璃容易变形,导致最终实验无法完成或者设备使用寿命较短。所述接土容器8处于所述装土容器4远离所述水箱3的一端的外侧下方。所述接土容器8的侧壁上且靠近其顶部的位置处设有排水口,该排水口连接有排水管13。

所述水箱3和所述装土容器4的连接位置处设有第一过滤网5,所述装土容器4远离所述水箱3的一端从内到外依次设有第二过滤网6和密封板19,并且所述第二过滤网6的孔径大于所述第一过滤网5的孔径。第一过滤网5为小孔径过滤网,其意义在于:在向装土容器4内装放土样的过程中防止大量的土颗粒进入水箱3,起到土样定型的效果;同时,水箱3中水又能穿过第一过滤网5渗入到装土容器4内的土样中。若第一过滤网5用大孔径的过滤网,装样过程中会有大量土体进入水箱3,且水箱3中的水容易对土样造成潜蚀。而第二过滤网6为大孔径过滤网,目的在于为了让潜蚀的土样能从装土容器4内流出到接土容器8内。

所述水箱3和所述装土容器4的顶部设有将其密封的顶盖12,所述顶盖12通过第二螺母组件固定在所述水箱3和所述装土容器4的顶部,并且所述顶盖12与所述水箱3和所述装土容器4连接的位置处设有第二密封圈。所述顶盖12上且对应所述水箱3的位置处连接有进水管15;所述水箱3的底部连接有测压管9,所述水箱3的底部还通过控制阀门16连接所述水头调节管10。水箱3为封闭式,顶部通过进水管15直接与自来水相连,通过水头调节管10控制水箱3内水头压力,材料省、设备小,并且操作简单。

所述底座1底部的一侧且对应所述装土容器4的下方设有支架7,所述底座1底部的另外一侧设有千斤顶调节脚2。通过千斤顶调节脚2将底座1设有水箱3的一端抬起或者降下,以调节水箱3内水体流向装土容器4内土样的流向。

所述温控仪17包括加热探测头、探测线和显示装置,所述加热探测头处于所述水箱3内,所述显示装置处于所述水箱3外,所述探测线的一端连接所述加热探测头,所述探测线的另外一端穿过所述第一过滤网进入到所述装土容器4内,再穿过所述第二过滤网6后连接所述显示装置。所述装土容器4内的底部设有玻璃管18,所述探测线处于所述装土容器4内的部分处于所述玻璃管18内。加热探测头用于加热以及测量水箱3内水体的温度,并且将测试到的温度结果通过探测线输送给所述显示装置显示出来,实验人员根据显示装置显示的信息以便调节和掌握水箱3内水体的温度。

该装置安装完毕后,将土样分层压实,每层10cm厚,压实完一层后用刮土刀将土层表面抛毛,加入土样,用千斤顶压实到设计厚度,继续将土层表面抛毛,再压实,直至土样的压实厚度为50cm,再将土样安装到装土容器4内。打开进水管15上的进水阀门20,往水箱3中注水,通过控制阀门16调节水头调节管10,使水箱3中的水压达到设定值。开启温控仪17,加热水箱3中的水体到设计温度,待水箱3中的水温度达到设计温度后,取下密封板19后观察从装土容器4内流入接土容器8中的水是否浑浊,如果水浑浊,烘干接土容器8中的水后并称量出接土容器8中破坏土体的质量,并记录破坏时间,最后可以计算潜蚀速度,并观测装土容器4中的土体是否发生明显移动以及是否形成通道,如此反复,直至土样潜蚀破坏结束。如果水不浑浊,继续观察,在24h后土样仍不破坏,通过控制阀门16调节水头调节管10来抬高水箱3内的水头(水压),重复以上步骤,直至发生潜蚀破坏为止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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