[发明专利]一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置和实验方法

权利要求书

1.一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置,其特征在于：在支架上设置有主水箱，主水箱长度方向一侧设置有第一辅助水箱、另一侧设置有第二辅助水箱，第一辅助水箱通过第一排水单元与主水箱相连通，第二辅助水箱通过第二排水单元与主水箱相连通，第一排水单元和第二排水单元设置于安装在地面上的调节架上，主水箱宽度一侧通过安装在供水管上的水泵与第二辅助水箱相连通，水泵与控制单元电连接，主水箱宽度另一侧通过回水管与第一辅助水箱和第二辅助水箱相连通。

2.根据权利要求1所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于所述的第一排水单元为：5组Ⅰ型排水管均设置于安装在地面上的调节架上。

3.根据权利要求2所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于所述的Ⅰ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，硬直管上设置有阀门。

4.根据权利要求3所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于所述的第二排水单元为：Ⅱ型排水管、Ⅲ型排水管、Ⅳ型排水管、Ⅴ型排水管、Ⅵ型排水管均设置于安装在底面上的调节架上。

5.根据权利要求4所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于所述的Ⅱ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，横向波纹管端部水平设置有与横向波纹管相垂直的纵向波纹管，硬直管上设置有阀门；

Ⅲ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，横向波纹管内表面敷设有碎布料，硬直管上设置有阀门；

Ⅳ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，横向波纹管内表面敷设有混凝土碎渣，硬直管上设置有阀门；

Ⅴ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，硬直管上设置有阀门；Ⅴ型排水管的管径小于其余各排水管的管径；

Ⅵ型排水管为：硬直管一端与主水箱相连通、另一端与软管相连通，软管与横向波纹管相连通，横向波纹管外表面依次敷设有加热层和保温层，硬直管上设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于：所述的主水箱、第一辅助水箱、第二辅助水箱为密闭结构，第二辅助水箱上设置有溶质添加窗口。

7.根据权利要求1所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于所述的控制单元为：空气开关和变频器电连接，变频器与水泵电连接。

8.根据权利要求1所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置，其特征在于：所述的调节架为可伸缩调节架。

9.根据上述权利要求1～8所述的一种模拟岩溶隧道排水管结晶的实验装置的实验方法，其特征在于由以下步骤组成：

S1、拼接上述的第一排水单元、第二排水单元前，用精密的电子秤称出每组波纹管的质量w₀并分别记录，拼接并按实验要求设置好第一排水单元、第二排水单元后，将对应的阀门关闭；

S2、将配置好的岩溶隧道水溶液置于第二辅助水箱中，并调节变频器和空气开关，使第二辅助水箱中的水溶液抽至主水箱中，当主水箱中液面达到所需高度后，关闭变频器和空气开关，并将主水箱、第一辅助水箱、第二辅助水箱加盖封闭；

S3、将阀门打开至所需要求，再次调节变频器和空气开关，主水箱中的水溶液通过第一排水单元流至第一辅助水箱、通过第二排水单元流至第二辅助水箱，水泵再将第二辅助水箱的水抽回主水箱中，从而保证整个系统水循环能长时间的正常进行；

S4、每隔2周拆卸下横向波纹管和纵向波纹管，并往第二辅助水箱中添加适量溶质；用精密的电子秤称量出每组波纹管的质量w₁并分别记录，减去初始波纹管的净重w₀，得到结晶质量w，即w＝w₁-w₀，记录时间t，即可得到每组排水管结晶速率并分别记录；

S5、实验周期为1年，将记录的w和v绘制成统计图，分析排水管结晶的影响因素，总结结晶规律。