[发明专利]一种可调节喷嘴位置的降雨模拟装置部件及其调节方法

说明书

本发明公开了一种可调节喷嘴位置的降雨模拟装置部件及其调节方法。开孔模型箱顶板固定于模型箱内顶面，开孔模型箱顶板布置多个圆形盘体，每个圆形盘体上开设多个类螺线状分布内螺纹孔，分为中心内螺纹孔和多个外围内螺纹孔，多个外围内螺纹孔沿绕中心内螺纹孔的类螺线依次间隔布置并且沿圆周相邻两个外围内螺纹孔之间的圆心夹角为45°，外围内螺纹孔均经内部的通道、中心内螺纹孔和水源连通；一个类螺线状分布内螺纹经直水杆下端安装喷嘴。本发明便于组装拆卸，用于降雨模拟装置喷嘴位置的灵活调节，能够用于提高降雨模拟的均匀性与精确性，适用于各种不同工况。

技术领域

本发明属于测试方法及设备领域的一种降雨模拟装置及方法，具体涉及一种可调节喷嘴位置的降雨模拟装置部件及其调节方法。

背景技术

降雨诱发的边坡失稳问题是我国目前面临的典型基础设施建设和重大工程灾变挑战之一，也是岩土工程领域研究的重点之一。在模型尺度上通过降雨模拟装置施加水力荷载，再现降雨作用下边坡土体剪切变形，失稳滑动至流态化的全过程是解决该问题的一个重要途径。

目前国内外已研制出一系列降雨模拟装置，这些装置能够较好地实现一些降雨功能，比如实现对雨滴尺寸的控制，实现不同雨强的模拟，然而此类装置由于喷嘴位置固定，雨滴覆盖范围受限，只能通过调节供水压力和喷嘴高度实现均匀性控制。这种控制方式对边坡形状、连接管路的长度提出了很高的要求，可以满足特定工况的需求，然而在更复杂的工况、更精确的降雨模拟中存在很大局限性。此外，降雨模型试验中，受科氏力以及不均匀离心力的影响，雨滴轨迹会发生一定程度的偏转，由此导致的降雨不均匀性难以在固定孔位的情况下校正。因此亟需设计一种可调节喷嘴位置的降雨模拟装置部件来解决以上问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于设计一种便于调节喷嘴位置、保障降雨试验降雨均匀性的降雨模拟装置部件及其调节方法。

本发明技术方案如下：

一、一种可调节喷嘴位置的降雨模拟装置部件：

结构包括布置在模型箱内的圆形盘体和开孔模型箱顶板；开孔模型箱顶板固定于模型箱内顶面，开孔模型箱顶板的底面布置多个圆形盘体，每个圆形盘体上开设多个类螺线状分布内螺纹孔，类螺线状分布内螺纹孔分为位于中心的一个中心贯通内螺纹孔以及位于中心内螺纹孔周围的多个非贯通外围内螺纹孔，多个外围内螺纹孔沿绕中心内螺纹孔的类螺线依次间隔布置并且沿圆周相邻两个外围内螺纹孔之间的圆心夹角为45°，每个外围内螺纹孔均通过圆形盘体内部的通道和中心内螺纹孔连通，中心内螺纹孔和水源连通；所述的中心内螺纹孔和外围内螺纹孔中的一个连接直水杆的上端，直水杆下端安装喷嘴。

每个外围内螺纹孔和中心内螺纹孔之间的圆形盘体内部开设径向的通孔通道，通孔通道外端贯穿出圆形盘体的周侧面形成侧壁内螺纹孔，在侧壁内螺纹孔通过螺纹安装螺纹堵头。

所述的开孔模型箱顶板上还开设有多个固定内螺纹孔，盘体固定螺丝穿过固定内螺纹孔后连接到模型箱内顶面。

所述的开孔模型箱顶板上开设用于配合安装圆形盘体的螺纹孔，具体在每处圆形盘体安装处设置位于中心的一个顶板进水螺纹孔以及位于顶板进水螺纹孔周围的多个顶板盘体固定螺纹孔，顶板进水螺纹孔和圆形盘体的中心内螺纹孔连通。

开孔模型箱顶板的底面布置的多个圆形盘体以行列阵列间隔布置，各个圆形盘体上所连接的直水杆和喷嘴的类螺线状分布内螺纹孔在圆形盘体上的方位和位置布置相同。

所述模型箱内的底部布置待测试土体，圆形盘体和开孔模型箱顶板位于待测试土体上方。所述的模型箱的底部可固定于超重力离心机的吊篮底部。

本发明的调节盘体采用类螺线状内螺纹孔及正八边形固定螺纹孔，便于组装拆卸。

二、用于降雨模拟装置部件的降雨模拟调节方法：

采用降雨模拟装置部件，所述降雨模拟装置部件调节方法步骤如下：