[发明专利]一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置及其使用方法

权利要求书

1.一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，

包括模型室、水力加载系统、液压加载系统、测量系统和信号接收系统：

所述模型室包括主体部、透水石、实验试件、泥水导流槽和泥水收集槽；所述主体部由上、下、前、后四块有机玻璃板组成；所述透水石竖直嵌入设置在所述主体部的左侧内，所述橡皮膜分别将所述主体部左右两侧包裹呈封闭状；所述实验试件水平设置在所述主体部中部，所述泥水导流槽设置在包裹在所述主体部右侧所述橡皮膜的底部，所述泥水收集槽设置在所述泥水导流槽的下方；

所述水力加载系统包括设置在所述主体部左侧的高压水泵、流量传感器、压力表和高压软管，所述高压水泵通过所述高压软管依次与所述流量传感器、所述压力表以及所述透水石相连接；

所述液压加载系统包括设置在所述主体部上部的液压加载装置，所述液压加载装置与所述主体部上部之间设有橡胶垫层；

所述测量系统包括孔隙水压力传感器和第一浊度传感器，所述主体部上方的所述有机玻璃板设有预留孔，所述孔隙水压力传感器和所述第一浊度传感器竖直向下穿过所述预留孔插至所述实验试件上；所述泥水收集槽中设有第二浊度传感器。

2.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述预留孔处设有封堵件。

3.如权利要求2所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述封堵件包括橡胶塞。

4.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述信号接收系统包括搭载信号接收模块的计算机。

5.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述流量传感器与所述压力表用于对所述高压软管中的水压与流量的数据进行监测。

6.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述透水石将高压软管的水流压力均匀流向到所述实验试件上，用于避免水流过于集中，冲毁所述实验试件。

7.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述起伏度模拟模块包括四棱锥结构，用于模拟断层上下盘不同起伏度情况。

8.如权利要求1所述的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，其特征在于，所述信号接收系统可实时接收所述测量系统发送的数据，并将数据实时显示在数字屏幕上。

9.一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：确定实验模拟断层的起伏度，上下盘面张开宽度，上下盘面的压应力；

步骤二：按照上下盘面的起伏度，分别在实验试件上下两端相应位置粘结起伏度模拟模块，起伏度模拟模块为四棱锥结构；

步骤三：将上下前后4块有机玻璃板连接固定成模型室的主体部，将实验试件设置在主体部内；

步骤四：将透水石竖直嵌入设置在所述主体部的左侧，用橡皮模对主体部两侧进行包裹，然后将泥水导流槽设置在所述主体部的右侧底部，将逆水收集槽置入泥水导流槽的下方；

步骤五：将3组孔隙压力传感器和第一浊度传感器由预留孔竖直向下插入至实验试件上部对应的位置，然后用封堵件对预留孔进行密封；将第二浊度传感器置入泥水导流槽内；

步骤六：开启液压加载装置，待达到要求应力后，开启高压水泵，逐级施加压力，当泥水收集槽中的流量稳定增加或是浊度传感器维持稳定后，可施加下一级的压力，直至试样发生渗透破坏，计算机全程记录渗透破坏过程中3组测点处的孔隙压力传感器和第一浊度传感器以及泥水导流槽内第二浊度传感器对应的孔隙水压力数据或水体浊度数据；

步骤七：根据记录的数据可求得3组测点的压力水头，压力水头与位置水头相加，得到测点的总水头，连同透水石处的总水头，共可获得四个测点的总水头数据，根据i＝ΔH/L可求得三个水力梯度，将三个水力梯度求平均，获得试件渗透破坏的水力坡降。