[发明专利]一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置及方法

说明书

本发明涉及一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置及方法，该实验装置包括模拟台风暴雨实验装置、量测装置、集液槽和用于放置土体试样的放样网板，模拟台风暴雨实验装置包括高位水箱、控制阀、流量计、配水管、配水支管网和多个洒水喷头，高位水箱经配水管连接配水支管网，各洒水喷头分布于配水支管网上，以在洒水时模拟降雨，控制阀和流量计设于配水管上，放样网板位于洒水范围内且通过吊绳吊设于实验支架下，量测装置的采集单元设于吊绳上，以采集土体试样的变化数据，集液槽位于放样网板下侧，以收集实验过程中土体试样崩解产生的土壤与水的混合液体。该实验装置及方法有利于模拟台风暴雨条件，揭示土体崩解特性。

技术领域

本发明涉及岩土工程土工实验技术领域，具体涉及一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置及方法。

背景技术

土体的崩解性，又称土体湿化性，是指土样遇水湿化后，由于土粒间的结构联结和强度丧失，使土体崩散解体的特性。土的崩解性可用崩解所需时间、崩解速度、崩解量和崩解方式来说明。

中国东南沿海是中国遭受台风灾害影响最严重的地区之一，台风带来的暴雨型地质灾害是该地区发生频率最高、影响范围最大的岩土工程问题。根据建国以来东南沿海台风登陆引起的最大日降雨量统计数据，70%台风能造成暴雨，日降雨量一般在100~400mm/d，最大日降达1000mm，受台风影响严重的浙江沿海地区最大日降雨量一般都高于200mm/d，过程降雨量在300mm 以上。一般中期出现降水峰值，峰值前期降水快速增加，后期降水缓慢下降，降雨周期为3~6d，出现暴雨的天数一般为1~3d，极大值为1h左右。

由于台风暴雨型地质灾害具有群发性、爆发性强、位置不确定性等特点，容易造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。同时，花岗岩残积土是中国东南沿海地区广泛分布的一种带有典型性质的一种土体，为燕山期花岗岩类岩石在湿热条件下经长期物理、化学作用形成并残留于原地，其成因决定了它具有别于其他土层的特性，其工程性能已越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置及方法，该实验装置及方法有利于模拟台风暴雨条件，揭示土体崩解特性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置，包括模拟台风暴雨实验装置、量测装置、集液槽和用于放置土体试样的放样网板，所述模拟台风暴雨实验装置包括高位水箱、控制阀、流量计、配水管、配水支管网和多个洒水喷头，所述高位水箱经配水管连接配水支管网，所述各洒水喷头分布于配水支管网上，以在洒水时模拟降雨，所述控制阀和流量计设于配水管上，所述放样网板位于洒水范围内且通过吊绳吊设于实验支架下，所述量测装置的采集单元设于吊绳上，以采集土体试样的变化数据，所述集液槽位于放样网板下侧，以收集实验过程中土体试样崩解产生的土壤与水的混合液体。

进一步地，所述配水支管网上连接有末端试水装置，所述末端试水装置主要由与配水支管网连接的试水管，设于试水管上的压力表、试水控制阀、试水流量计和试水接头，以及设于试水接头出口处的雨量计组成。

进一步地，还包括备用水系统，所述备用水系统主要由备用水池，连接备用水池与配水管的连接管，设于连接管上的水泵、控制阀和流量计，以及用于控制水泵的水泵控制设备组成。

进一步地，所述量测装置主要由设于吊绳上的采集单元和通过数据线与其电性连接的计算机组成。

进一步地，所述实验装置包括多个量测装置，各量测装置具有不同的采集单元，所述放样网板和集液槽的数量与量测装置的数量相同。

进一步地，所述实验装置包括两个量测装置，其中一个量测装置的采集单元为测力计，另一个量测装置的采集单元为电子天平。

进一步地，所述放样网板为一圆形平板，所述圆形平板上开始有多个圆孔。