[发明专利]一种渗流作用下碎石土内部侵蚀试验设备及试验方法

权利要求书

1.一种渗流作用下碎石土内部侵蚀试验方法，其特征是：

设置试验装置，包括渗透侵蚀装置(1)、供水装置(2)和侵蚀颗粒收集装置(3)；所述渗透侵蚀装置(1)具有一透明的圆柱状的筒体，筒体的顶部为敞口，筒体的底部由圆板底座(6)封闭，在所述圆板底座(6)的中心设置入水口，在所述筒体的上部侧壁上设置侵蚀颗粒导出口；在所述筒体内的底层放置透水石(23)，在透水石(23)的上部分层依次放置染色成不同颜色的碎石土试样，使不同颜色的碎石土试样分处在不同深度位置上，所述碎石土试样至少为不同颜色的两层，所述侵蚀颗粒导出口位于筒体内顶层碎石土试样的上方；所述供水装置(2)通过供水管(11)向所述渗透侵蚀装置(1)中的筒体内供水，所述供水管(11)一端与供水桶(10)相连通，另一端与圆板底座(6)上的入水口相连通，使供水在筒体内经过透水石(23)的稳流自下而上流动；所述侵蚀颗粒收集装置(3)为一碎石土收集桶(12)，碎石土收集管(13)一端与筒体上所述侵蚀颗粒导出口相连通，另一端将收集碎石土导入碎石土收集桶(12)；所述筒体是由左半圆有机玻璃管(4)和右半圆有机玻璃管(5)对拼构成，在所述左半圆有机玻璃管(4)的底部粘接有左半圆环板(15)，在所述右半圆有机玻璃管(5)的底部粘接有右半圆环板(14)，在所述左半圆有机玻璃管(4)和右半圆有机玻璃管(5)之间利用多道卡箍(9)进行可拆式连接；在由所述左半圆环板(15)和右半圆环板(14)对拼构成的圆环板与圆板底座(6)之间加装止水圆环(24)，并利用螺栓(8)进行可拆式连接；在所述左半圆有机玻璃管(4)和右半圆有机玻璃管(5)之间的拼缝处，以及在所述左半圆环板(15)和右半圆环板(14)之间的拼缝处设置止水带(7)；

所述渗流作用下碎石土内部侵蚀试验方法是利用所述试验装置按如下步骤进行：

步骤1、将碎石土试样分成几等份，每份染成一种染色，各等份染成不同的颜色，将不同颜色的碎石土试样分层装填入筒体内；

步骤2、利用供水装置(2)向筒体内注入水流，渗流作用下碎石土试样内部侵蚀，侵蚀颗粒随水流收集到碎石土收集桶(12)内，设置一定的时间间隔，收集每一时间间隔内流到碎石土收集桶(12)的碎石土；

步骤3、通过目测观察，当碎石土收集桶(12)在收集的侵蚀颗粒数量不再变化时，停止向筒体内供水；

步骤4、将收集到的侵蚀颗粒按不同的颜色进行分选，由此获得不同颜色即不同深度碎石土颗粒级配流失情况；

步骤5、根据每一时间间隔内级配流失情况，计算得到未流失的碎石土级配分布，依据所述未流失的碎石土级配分布配置实验碎石土样，针对所述实验碎石土样通过室内三轴试验获得实验碎石土样的抗剪强度特性，得出碎石土经过渗流作用侵蚀后抗剪强度的变化情况，并能得出不同级配碎石土经过渗透侵蚀后所具有的不同的抗剪强度，从而得到具有更好的稳定性的碎石土级配；

步骤6、针对保持在筒体内的碎石土试样，利用端板进行夹持固定使其不坍塌，将其沿纵切面分切，形成矩形切面，根据矩形切面中碎石土试样的颜色分布，观察获得碎石土试样内部的颗粒移动情况，或通过拍摄获得矩形切面的图片，在图片中看到在两种颜色碎石土的交界处，下层碎石土渗透到上一层碎石土中，呈现一定的线形，针对所述线形分析获得碎石土试样的侵蚀规律。

2.根据权利要求1所述的渗流作用下碎石土内部侵蚀试验方法，其特征是在所述试验装置中，所述透水石(23)的外径与筒体的内径相吻合。

3.根据权利要求1所述的渗流作用下碎石土内部侵蚀试验方法，其特征是在所述试验装置中，在所述供水装置中设置蓄水箱(22)，进水管(21)和溢水管(19)分别设置在蓄水箱(22)和供水桶(10)之间，在进水管(21)的管路上设置水泵(20)。