一种用于地基结构和建筑材料测试的水文模拟实验箱的制作方法

本实用新型属于建筑材料试验和地基基础试验技术领域，具体说是一种用于地基结构和建筑材料测试的水文模拟实验箱。

背景技术：

在工程学、地质学、环境科学等领域，经常针对特定条件进行较大空间或时间尺度的专门研究，此类研究若进行实地操作，在人力物力、观测手段上均难以实现，可能性极低，而计算机模拟则受技术或其他因素制约，难以如愿完成。因此，通过室内试验模型进行相关实验观察和研究是以上学科领域一直采用并将沿用下去的有效研究手段。

现有实验箱，如专利号CN201120196862.8和CN201320578752.7的专利申请，在功能上较为单一，在研究地下水对地质或地基模型的侵蚀作用时，常忽视不同深度浸水环境的模拟，对于水流量、流速和水化学成分也无法实现较好的把握；此外，在研究模拟水溶液对建筑材料的化学侵蚀时，时常忽略其排放气体、粉尘的收集和定量研究。且在模拟实验过程中，常用建筑材料如水泥、砂土等会对箱体内壁产生污损，严重影响观察效果。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于地基结构和建筑材料测试的水文模拟实验箱，其具有结构新颖、加工简便、成本低廉、使用方便提高工作效率、降低人员劳动强度等优点。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种用于地基结构和建筑材料测试的水文模拟实验箱，包括：箱体、水流控制系统和收集系统；

所述箱体为一透明立方体，在箱体的一个侧面具有上下均匀分布的入水口，其相对的侧面上具有上下均匀分布的出水口；在箱体正面一侧具有刻度线；

所述水流控制系统，包括入水系统和出水系统；所述入水系统，包括水箱、水管a、水阀a和流量计a，所述水箱具有刻度线，水箱的出水口连接水管a，所述水管a依次串联水阀a和流量计a，最终通过隔水橡胶圈连接至箱体的入水口；所述出水系统，包括水管b、过滤盒、流量计b、水阀b，水管b的一端通过隔水橡胶圈连接箱体的出水口，然后依次连接过滤盒、流量计b和水阀b，最终直接通往收集器或废水池；

所述收集系统，包括气体收集系统和粉尘收集系统；所述气体收集系统包括设置在箱体上部的压力表、空气阀和气体收集器；所述粉尘收集系统，包括浮尘收集层、软管和真空泵；所述浮尘收集层固定于箱体内部顶层，真空泵通过软管连接至浮尘收集层。

优选的，所述过滤盒为一方形盒，具入水口和出水口，在过滤盒内部设有三层不同孔径的滤网，由入水口至出水口依次为5目网，20目网和100目网。

优选的，滤网为奥氏体铬镍不锈钢材质。

优选的，所述浮尘收集层，包括空气管和粉尘收集膜；所述空气管为网状分布的空心管道，管道壁有通气小孔，每条空心管道外部包裹有粉尘收集膜；所述空气管外部具有抽气孔，该抽气孔通过软管连接真空泵，进而使箱体内部空气携带粉尘被粉尘收集膜所吸附。

优选的，所述箱体材质为透明有机玻璃，内表面具有氟硅烷涂层。

优选的，气体收集器为一气球状收集器，用于收集水溶液与建筑材料反应生成的气体。

本实用新型由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：

1、采用上下不同高度分布的出入水口，便于进行不同条件实验控制；

2、水流控制系统可通过出入水管连接的水阀控制开关，并用流量计记录进出模型的水量、流速等；

3、水流控制系统中，出水口设置的过滤盒可用于阻隔固态物质进入管道和流量计中，其分层阻隔结构可有效防止淤塞状况；

4、水流控制系统中，过滤盒内部采用的多层过滤网为奥氏体铬镍不锈钢材质，能有效抵御酸碱水溶液的侵蚀，延长使用寿命；

5、气体收集系统中，空气阀可作为抽气孔或气体收集器连接的收集孔，气体收集器能够对材料与水溶液产生的反应气体进行采集；

6、浮尘收集层采用吸滤式收集，对箱体内粉尘、悬浮物质起到收集定量的作用。

附图说明

本实用新型共有附图5幅：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为水箱结构示意图；

图3为软管与真空泵连接示意图；

图4为浮尘收集层结构示意图；

图5为过滤盒内滤网结构示意图。

图中序号说明：1水阀a；2流量计a；3水管a；4入水口；5浮尘收集层；6水箱；7出水口；8过滤盒；9流量计b；10水阀b；11水管b；12压力表；13空气阀；14气体收集器；15水箱；16水箱的出水口；17真空泵；18软管；19抽气孔；20空心管道；21粉尘收集膜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例1

如图1-5，本实施例提供一种用于地基结构和建筑材料测试的水文模拟实验箱，包括：箱体、水流控制系统和收集系统。

所述箱体为一透明立方体，两个侧面分别具有三个上下均匀分布的入水口、出水口，可用于进行变量条件实验。所述箱体正面一侧具有刻度线，方便在实验时对水位、高差等进行直观观测。箱体材质为透明有机玻璃，内表面具有氟硅烷涂层，氟硅烷涂层具有疏水防污的特性，避免了由于实验材料或生物栖居造成的污损，保证了使用过程中观察功能的稳定。

所述水流控制系统由入水系统和出水系统组成。所述入水系统由水箱、水管、水阀和流量计组成，所述水箱具有刻度，可控制试验中水溶液参与量，水管依次串联水阀和流量计，最终通过隔水橡胶圈连接箱体入水口。其中，水箱、水阀和流量计可以分别用于控制和记录入水量。所述流量计为一精密水流量记录表。出水系统由水管、过滤盒、流量计、水阀组成，所述水管具有隔水橡胶圈，一端连接箱体出水口，随后依次连接过滤盒、流量计和水阀，最终可直接通往收集器或废水池。所述过滤盒为一方形盒，具入水口和出水口，内部具有三层不同孔径的滤网，由入水口至出水口依次为5目网，20目网和100目网。滤网由奥氏体铬镍不锈钢材质，具有优良的强度及耐腐蚀性能，能适应一定程度的酸碱侵蚀。

所述收集系统由气体收集系统和粉尘收集系统组成。所述气体收集系统由箱体上部连接的压力表、空气阀和气体收集器组成。压力表用于显示箱体内部气压，并可进一步进行气体体积计算。空气阀用于抽气或连接气体收集器，气体收集器为一气球状收集器，可用于收集水溶液与建筑材料反应生成的气体。粉尘收集系统由浮尘收集层、软管和真空泵组成。所述浮尘收集层固定于箱体内部顶层，具有空气管和粉尘收集膜。所述空气管为网状分布的空心管道，管道壁有小孔，空气通道外部包裹粉尘收集膜，空气管外部具有唯一出口，即抽气孔。抽气孔可通过软管连接真空泵，进而使箱体内部空气携带粉尘被粉尘收集膜所吸附。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。