[实用新型]一种水位可控式渗流模型试验箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程渗流测试装置，具体涉及一种水位可控式渗流模型试验箱，属于岩土工程测试仪器制造技术领域。

背景技术

土的渗透变形是岩土工程研究的重要问题之一，按照渗透水流引起的局部破坏特征，土的渗透变形分为流土和管涌两种基本型式。流土主要发生在地基或者土坝下游渗流逸出处，管涌主要发生在砂砾中。目前，室内试验中普遍用计算机程序对流土和管涌现象进行简单的模拟，还没有一个较好的方法把流土和管涌现象真实的呈现出来，无法形象的再现跟工程相关的一些常见的因渗流引起的工程破坏，比如基坑开挖涌水涌砂现象，土坝渗水流土、管涌现象，河堤下游覆盖层下流砂涌出等现象。

水流在渗流场内的运动通常用流网表示。流网是在渗流场内由流线和等势线正交组成的网格，流线是指水沿水头（水位）降低方向运动的轨迹，在稳定流中轨迹上任一点的切线与此点的流动方向相重合；在各向同性介质中，等势线是与流线相互正交的等水位线。流网可以反映水在渗流场中的运动方向以及流动速度，流线愈密集，表明该处的水力坡降愈大，渗透速度也愈大；流线愈稀疏，则水力坡降愈小，流速也愈小。目前，人们通常用解析法，数值法和电拟法来绘制流网，但是这些方法比较复杂，不能在试验中进行形象的模拟。

土的孔隙比也是土的物理性质的重要指标，目前，对于孔隙比的确定是根据试验测定的指标换算的，传统的方法主要有经验计算法、水银压入法、图像处理法以及液体石蜡法，经验计算法不能够排除土层之间水的体积，会过高的估计孔隙率；水银压入法由于水银比较昂贵，而且会对人体造成不必要的伤害，既不经济也不太安全；图像处理法虽然可以较为直观的观测土的孔隙结构，能准确测定出孔隙比，但测量设备昂贵；液体石蜡法虽然比较经济，但是测量过程比较繁琐，需要多次称重，而且在酒精灯灼热并冷却环节不能确定颗粒间残余水分被完全除去，会导致一定误差。对于孔隙比的测定，目前仍没有较好的方法供人们选择。

渗透系数亦是土力学的基本力学指标之一，目前，测定渗透系数的仪器和方法有很多，按照试验原理，可分为常水头和变水头试验两类，对于透水性强的无粘性土一般用常水头试验，对于粘性土而言，则要用变水头试验来测定。但无论是常水头还是变水头试验，现有的渗流仪器装置，功能单一，且对测试土样的尺寸限定较严格，对原状土会产生扰动效应，测试精度不高。同时，该类型仪器装置的渗径固定，且很难获得较大范围的水力坡降。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种水位可控式渗流模型试验箱，可以进行渗流场流网模拟试验；该仪器可以观测土体渗透变形、观测流土、管涌及突涌现象；该仪器还可测量土的渗透系数，并量测不同土体水力坡降和渗流速度的关系。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种水位可控式渗流模型试验箱，包括双室容器、进排水系统和底座；所述双室容器包括容器箱、中间隔板；所述容器箱中部开有内槽，所述中间隔板通过内槽安装在容器箱内，在容器箱顶部与中间隔板的结合处安装两个夹子，在所述内槽和中间隔板之间设置一层海绵垫，保证密封性；所述进排水系统包括顶进水孔，移动排水装置，体变管，下排水孔，底排水孔；所述顶进水孔安装在所述容器箱右侧的顶部，所述移动排水装置安装在容器箱的左右两侧，所述体变管安装在容器箱的右侧，所述体变管下端连接下排水孔，在所述容器箱右室的底板中心开设底排水孔；在顶进水孔，下排水孔和底排水孔上分别装有阀门，在下排水孔和底排水孔与容器箱的内壁交接处贴有滤砂层；所述底座包括框架、角钢和支架，所述角钢和支架固定在框架的四角上。

所述移动排水装置包括移动排水孔，钢片和钢片盒，所述移动排水孔安装在钢片上，所述排水孔与钢片间空隙用硅胶密封，移动排水孔上安装有阀门，在移动排水孔与容器箱的内壁交接处贴有滤砂层；两个钢片盒分别安装在容器箱的顶端和底端，钢片盒上安装旋杆，所述钢片通过旋杆卷进上下钢片盒内；在容器箱左侧壁中间位置和右侧壁中间位置开有竖向开口，在竖向开口的外侧设置有外槽，所述钢片通过外槽安装在竖向开口的外侧，在钢片外附有一层塑胶膜，在钢片和外槽之间设置一层海绵垫，保证密封性。

所述容器箱、中间隔板和外槽材质为有机玻璃。

在容器箱外表面与中间隔板接触的位置设有刻度。

在底座的框架宽度方向有两个凹孔，使得钢片盒穿过底座。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的实质性特点和显著的优点：