[发明专利]一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置及试验方法

权利要求书

1.一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的试验方法，其特征在于，设置双层试验水槽；试验水槽的上层水槽用于模拟溃堤过程；试验水槽的下层水槽用于排水及水中沉积物过滤分离；在上层水槽的中部设置试验堤，试验堤将上层水槽分为左右两部分；试验堤左侧的上层水槽呈U形，用于模拟U形河道，称之为U形河道槽；U形河道槽依次包括上游河道槽、弧形段槽和下游河道槽三部分，弧形段槽的内侧壁为弧形；上游河道槽设置进水口，进水口设置进水阀，下游河道槽设置通向下层水槽的出水口,在出水口与弧形段槽之间设置插板门；试验堤右侧的上层水槽设置通向下层水槽的出水口；

在试验堤的上部设置左右贯通的引导溃口并做防渗处理；在引导溃口左侧的上层水槽中设置流速仪；在引导溃口左右两侧的上层水槽中设有用于检知水位变化的传感器；设置两个结构光传感器分别对准引导溃口的左右侧；在上游河道槽及下游河道槽均设置拦截冰块的拦截网；

开启进水阀，流量稳定后，调节插板门使U形河道槽水位缓慢上涨至8～10cm；

待水位稳定后，在试验堤左侧面与拦截网围成的区域内缓慢加入冰块，并使其在堤左侧堆积；

再次微调插板门，使水位缓慢上涨至与引导溃口齐平；当水位略高于引导溃口底部并流至堤防上表面时视为溃堤过程开始；

使检知水位变化的传感器、流速仪、结构光传感器采集溃堤过程开始至结束时数据，并用采集的数据绘制试验堤堤防溃口宽度展宽过程。

2.一种实施权利要求1所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的试验方法的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，包括双层试验水槽，双层试验水槽包括上层水槽和下层水槽；在上层水槽的中部设有试验堤，试验堤将上层水槽分为左右两部分；试验堤左侧的上层水槽呈U形，用于模拟U形河道，称之为U形河道槽；U形河道槽包括依次连通的上游河道槽、弧形段槽和下游河道槽三部分，弧形段槽的内侧壁为弧形；上游河道槽设有进水口，进水口设有进水阀，下游河道槽设有通向下层水槽的出水口,在出水口与弧形段槽之间设有截水装置；试验堤右侧的上层水槽设有通向下层水槽的出水口；上层水槽中设有用于检知流速及水位变化的传感器。

3.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，试验堤的断面形状为梯形，试验堤采用含水率10～12％的土堆筑成型，在试验堤的上部设有左右贯通的引导溃口并做防渗处理。

4.根据权利要求3所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，在引导溃口的左侧设有流速仪；设有两个结构光传感器分别对准引导溃口的左右侧。

5.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，在试验堤的上方设有用于量测溃口宽度的直尺。

6.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，截水装置为插板门。

7.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，在上游河道槽及下游河道槽均设有用于拦截冰块的拦截网。

8.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，U形河道槽的U形转角为150°～180°。

9.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，检知水位变化的传感器为波高仪；检知流速的传感器为流速仪。

10.根据权利要求2所述的模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，其特征在于，试验堤左右两侧的上层水槽各长15～20m；其中，试验堤左侧的上层水槽宽2～3m，深0.5～1.5m，弧形段槽内侧壁转弯处半径为0.4～0.6m。