[发明专利]一种模拟水流对库岸边坡岩体冲刷作用的装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土力学实验领域中水流冲刷作用对库岸边坡岩体产生的影响及水位升降对消落带岩体的作用。

技术背景

在现有的试验装置中，涉及水流冲刷作用及水位升降对消落带岩体影响的试验装置和设备还比较少，本装置的设计可以较为直观的模拟在自然状况下，库水冲刷和水位升降对库岸边坡消落带岩石的作用，并且可控制水流流速、水流温度、消落带面积等不同变量对试验结果产生不同的影响，进一步探究库岸边坡岩体的水岩耦合作用及岩石力学损伤机理。根据水流冲刷作用对岩石特定表面的侵蚀磨损状况，对水流冲刷作用展开量化研究，后期可对试验岩样进行CT探伤扫描、微观电镜扫描、切片分析等，进而分析评价岩石的物理性质及力学特征。本发明对现有的可模拟水岩耦合作用机理的实验仪器存在的岩样位置设置不合理、取放岩样不方便、水力冲刷作用不均匀、没有考虑温度对水岩作用机理以及水位升降等问题提出了相应改进方案，并通过改变岩样放置方式，完善装置密封性能，采用更加便捷的冲刷水流控速、温度调控和水位升降方式，使实验变量可控性更高，结果更具有说服力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种仪器能够模拟自然条件下水流的冲刷作用和库水水位升降所产生的消落带对岩石的外形、物理及力学性质的影响。

本发明的目的是这样实现的：一种模拟水流对库岸边坡岩体冲刷作用的装置包括试验仓、及设在所述试验仓内的螺旋搅拌器轴，螺旋搅拌器轴上设有螺旋搅拌器叶片，岩样容器边缘与试验仓边缘相接、且与试验仓连通;

岩样放置在所述岩样容器中,其局部通过岩样容器与试验仓相接外进入试验仓。

进一步讲,试验仓为圆桶状容器。

进一步讲,多个所述岩样容器分布在试验仓边缘。

进一步讲,岩样容器内壁设有密封层。

还可以,在所述岩样容器内壁与密封层之间设有冲气垫,冲气垫与高压气源连通。

进一步讲,岩样容器内壁设有加热电丝。

进一步讲,试验仓内壁设有水位感应器。

本发明的优点在于,本装置既可单独试验仅分别考虑水流流速、水温、侵入液面高度对岩体的冲刷作用，也可同时考虑以上几种因素对岩样的耦合作用，探究在复杂的自然条件下，水流冲刷作用及水位升降产生的消落带对库岸边坡岩体的影响。

同时本装置弥补了在室内条件下模拟水流冲刷和水位升降产生的消落带对库岸边坡岩体影响的实验设备空白，减小了对库岸边坡岩体研究的难度。

通过对岩样装置密封，可使岩样一部分与流水直接接触，另一部分避免流水的直接冲刷，能够真实地反映库岸边坡受水流冲刷作用和水位升降产生的消落带对库岸边坡岩体的影响;将岩样放置于壳体边缘更能真实模拟自然界中库水对岸边岩体的单向冲刷，同时螺旋搅拌器也可使得装置内的水流方向保持一致，使水流更加稳定，达到以水流对岩样作用为主的效果;可通过调节温度来模拟真实环境中温度的变化，以研究温度对水岩作用的影响。

通过水流冲刷作用对岩石特定表面的侵蚀磨损状况，对冲刷作用展开量化研究，后期可对试验岩样进行CT探伤扫描、微观电镜扫描、切片分析等，进而分析评价岩石的物理性质及力学特征。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的顶视图。

图3是本发明优选的顶视图。

图4是岩样容器横断面示意图。

如图所示，试验仓1，入水口2，螺旋搅拌器轴3，螺旋搅拌器叶片4，岩样5，岩样容器6，水流加热器7，水位感应器8，电动机9,密封层10,冲气垫11。

具体实施方式