[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

说明书

本发明公开了一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置及其使用方法，包括模型室、水里加载系统、液压加载系统、测量系统、信号接收系统。模型室的主体部分由上下前后四块有机玻璃板组成，主体两侧包裹有橡皮膜，水力加载系统通过逐级加压的方法对待测样品施加不同的水压力，液压加载系统可对试样施加不同的压应力，测量系统通过孔隙水压力传感器以及浊度传感器对待测样品的孔隙水压力、水体浑浊程度进行实时监测，信号接收系统实时接收传感器发出的信号，并将其在电脑上可视化。通过对水力梯度的实时监测，可以获得夹泥断层带渗透破坏时的水力梯度，并且可以观察试样渗透破坏的过程。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置及其使用方法。

背景技术

断层在地壳中广泛发育，是一种常见的地质构造，由于断层的剪切滑动、碎裂、研磨作用，常在断层破碎带中存在未固结或是弱固结的泥状岩石，这些泥状岩石称为断层泥。由于断层泥及断层破碎带是一层软弱带，力学性质相较于周围岩体较差，是许多灾害发生的边界条件，在水利工程建设中，最有可能发生的便是渗透破坏。

现有的对于渗透破坏的实验模拟，大多局限于定水头，光滑平面，无法真实模拟断层带的应力条件与接触状态，在很大程度上影响了研究结果的精确性与可靠性，难以指导实际工程施工。同时，由于现有渗透破坏模拟装置施加的水头过低，难以实现对于夹泥断层带渗透破坏的观测与测量。由于现有的渗透破坏测量装置无法模拟夹泥断层带的渗透破坏过程，所以设计出一个能在高水头下工作，并且能考虑接触面起伏度、应力状态的一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置及其使用方法是目前急需解决的难题。

发明内容

由于上述背景技术中所存在的问题，本发明的目的在于克服现有的问题，提供一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置及其使用方法，适用于分析夹泥断层带的渗透破坏过程，并且计算其渗透破坏坡降数据。

本申请公开了一种夹泥断层带渗透破坏坡降测量装置，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。

进一步的，所述预留孔处设有封堵件。

优选的，所述封堵件包括橡胶塞。

进一步的，所述信号接收系统包括搭载信号接收模块的计算机。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。