一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置

本技术涉及岩土工程渗流试验领域，尤其涉及的是一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置。

背景技术：

1、侧向渗流是指水流在地基的侧面渗入到土体中，在一定的水力梯度下土体内部的细颗粒沿着骨架颗粒形成的孔隙被渗流逐渐带出，并形成渗流通道的现象。渗流通道形成后会导致土体不断被水流侵蚀，使土体结构发生破坏，最终导致灾难性的后果。侧向渗流侵蚀是造成人工岛填土地基发生破坏的主要原因之一，是岩土工程领域研究的重点。

2、目前，现有技术主要是恒定水压条件下渗流侵蚀土体的角度进行研究，尚未考虑侧向波浪冲击下钙质砂的渗流侵蚀，缺乏相关的试验装置。

3、因此，现有的技术还有待完善和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，提供一种全新的研究坝基渗流侵蚀的装置，使钙质砂坝基的侧向渗流侵蚀研究更加符合实际情况。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，包括：箱体、设置在箱体内的坝基模拟单元、波浪模拟单元、机械加载单元及监测单元，其中，

4、所述坝基模拟单元，设置在箱体内一侧，至少包括钙质砂地基；

5、所述波浪模拟单元，设置在箱体内坝基模拟单元的对侧，包括水和波浪发生器，其中，所述波浪发生器用于晃动水生产水波浪；

6、所述机械加载单元，设置在坝基模拟单元上，用于向钙质砂地基加压；

7、所述监测单元，设置在钙质砂地基内，用于监测收集钙质砂地基的变化数据。

8、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述钙质砂地基包括底层钙质砂地基和上层钙质砂地基。

9、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述坝基模拟单元还包括防波堤，所述防波堤固定在上层钙质砂地基上。

10、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述箱体为长方体结构，包括箱体底及箱体壁，所述箱体底及箱体壁均采用透明钢化玻璃。

11、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述波浪发生器，设置在水相对坝基模拟单元的一侧，包括往复直线电机及设置往复直线电机往复轴的不透水推板。

12、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，还包括设置在箱体底部的进水口及设置在箱体壁上的排水口。

13、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，还包括：设置在坝基模拟单元上方用于向坝基模拟单元喷水的花洒。

14、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述监测单元包括多个土压传感器和多个孔隙水压传感器，其中，

15、所述多个土压传感器，均匀分布于钙质砂地基，用于实时监测对应分布位置的压力；

16、所述多个孔隙水压传感器，均匀分布于钙质砂地基，用于实时监测对应分布位置的孔隙水压。

17、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述底层钙质砂地基的钙质砂粒径范围介于0.1mm-2mm；所述上层钙质砂地基的钙质砂粒径范围介于0.075mm-1mm。

18、如上所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其中，所述机械加载单元包括抵接板、位移传感器和荷载传感器，其中，

19、所述抵接板抵接于钙质砂地基上表面；

20、所述位移传感器，设置于抵接板上，用于实时获取钙质砂地基上表面的位移变化；

21、所述荷载传感器，设置于抵接板上，用于实时获取来自于钙质砂地基上表面的荷载变化。

22、与现有技术相比，本方案的有益效果如下：

23、本实用新型提供的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，包括：箱体、设置在箱体内的坝基模拟单元、波浪模拟单元、机械加载单元及监测单元，其中，所述坝基模拟单元，设置在箱体内一侧，至少包括钙质砂地基；所述波浪模拟单元，设置在箱体内坝基模拟单元的对侧，包括水和波浪发生器，其中，所述波浪发生器用于晃动水生产水波浪；所述机械加载单元，设置在坝基模拟单元上，用于向钙质砂地基加压；所述监测单元，设置在钙质砂地基内，用于监测收集钙质砂地基的变化数据。本实用新型实现了在顶部负荷和侧向波浪双重作用下对钙质砂地基的渗流侵蚀，有助于侧向渗流侵蚀相关机理的研究，克服了实际工程研究中尺寸过大，花费较大、耗时较长的缺陷；孔隙水压传感器和土压传感器均匀分布在地基中，可以较全面的反应对应位置的数据变化，便于规律的推论；可为工程实际操作中提供良好的咨询与建议，对相关理论研究验证等方面具有参考意义。

技术特征：

1.一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述钙质砂地基包括底层钙质砂地基和上层钙质砂地基。

3.根据权利要求2所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述坝基模拟单元还包括防波堤，所述防波堤固定在上层钙质砂地基上。

4.根据权利要求1所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述箱体为长方体结构，包括箱体底及箱体壁，所述箱体底及箱体壁均采用透明钢化玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述波浪发生器，设置在水相对坝基模拟单元的一侧，包括往复直线电机及设置往复直线电机往复轴的不透水推板。

6.根据权利要求4所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，还包括设置在箱体底部的进水口及设置在箱体壁上的排水口。

7.根据权利要求4所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，还包括：设置在坝基模拟单元上方用于向坝基模拟单元喷水的花洒。

8.根据权利要求4所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述监测单元包括多个土压传感器和多个孔隙水压传感器，其中，

9.根据权利要求2所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述底层钙质砂地基的钙质砂粒径范围介于0.1mm-2mm；所述上层钙质砂地基的钙质砂粒径范围介于0.075mm-1mm。

10.根据权利要求1所述的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，其特征在于，所述机械加载单元包括抵接板、位移传感器和荷载传感器，其中，

技术总结
本技术提供的一种模拟波浪冲击下侧向渗流侵蚀钙质砂坝基的试验装置，包括箱体、设置在箱体内的坝基模拟单元、波浪模拟单元、机械加载单元及监测单元，所述坝基模拟单元设置在箱体内一侧，至少包括钙质砂地基；所述波浪模拟单元设置在箱体内坝基模拟单元的对侧，包括水和波浪发生器；所述机械加载单元设置在坝基模拟单元上，用于向钙质砂地基加压；所述监测单元设置在钙质砂地基内，用于监测收集钙质砂地基的变化数据。本技术实现了在顶部负荷和侧向波浪双重作用下对钙质砂地基的渗流侵蚀，有助于侧向渗流侵蚀相关机理的研究。

技术研发人员：丘元毅,熊昊,洪成雨,王翔,金银富,陈湘生
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：20230112
技术公布日：2024/1/13