[发明专利]变气压环境下坝工泄流冲击区涌浪模型试验方法

摘要

本发明公开了一种变气压环境下坝工泄流冲击区涌浪模型试验方法，采用试验装置进行模型试验，试验装置包括减压箱，在减压箱内固定有密闭水箱和溢流水槽，在密闭水箱的出水口上连接有喷头，溢流水槽设有溢水坎，在溢流水槽的底板上设有测压孔，测压孔通过自平衡测压计与减压箱相连；通过调节抽水泵的流量和调节阀的开度来调节供水水头，通过调节减压箱内的气压来模拟变气压环境，通过调节喷头的俯仰角来模拟泄流的挑/跌流，通过自平衡测压计读数获得泄流冲击区涌浪的变化情况。本发明可模拟挑/跌流的泄流过程和不同海拔地区的气压环境，进行不同泄流方式和不同环境气压组合下的坝工泄流冲击区涌浪特征测试试验。

主权项

1.一种变气压环境下坝工泄流冲击区涌浪模型试验方法，其特征在于，采用试验装置进行模型试验，所述试验装置包括减压箱，在所述减压箱上安装有密封工作门、通气阀和气压表Ⅰ，在所述减压箱的顶部设有与抽气装置连接的抽气孔，在所述减压箱上设有给、排水口和自循环抽水管，在所述减压箱内固定有密闭水箱和溢流水槽，所述密闭水箱的进水口与所述抽水管的出水口连接，所述抽水管的入水口与所述减压箱的底部连接，在所述抽水管上设有抽水泵、流量计、调节阀和水压表；在所述密闭水箱的出水口上连接有喷头，在所述密闭水箱的顶部设有伸出所述减压箱的通气管，在所述通气管上设有位于所述减压箱外部的气压表Ⅱ；在所述通气管的伸出端上设有截止阀Ⅰ；所述溢流水槽靠近所述密闭水箱的一端位于所述喷头的泄流下方，在所述溢流水槽远离所述密闭水箱的一端设有较所述溢流水槽靠近所述密闭水箱端低的溢水坎，在所述溢流水槽的底板上设有多个测压孔，所述测压孔通过软管与自平衡测压计的下端连接，所述自平衡测压计竖直设置在所述减压箱的外部，所述自平衡测压计的上端与水平设置的集气管相连，所述集气管与抽气管和通气管分别相连，所述通气管通过截止阀Ⅱ与所述减压箱相连，在所述抽气管上设有抽气泵和截止阀Ⅲ；/n该方法采用以下步骤：/n1)测压准备/n1.1)通过所述给、排水口向所述减压箱内注水，形成设定高度的静水垫；/n1.2)关闭所述截止阀Ⅱ，打开所述截止阀Ⅲ，启动所述抽气泵，对所述自平衡测压计排气，排气结束后关闭所述抽气泵和所述截止阀Ⅲ，打开所述截止阀Ⅱ，使所述自平衡测压计与所述减压箱的箱内气压连通；/n2)注水准备/n2.1)打开所述通气管上的所述截止阀Ⅰ，启动所述抽水泵，依次打开所述自循环抽水管上的所述调节阀和所述流量计，观察所述通气管上的所述气压表Ⅱ，注水流速需根据所述通气管上所述气压表Ⅱ的读数合理调控，以避免所述密闭水箱排气不足而承受瞬时高强内压破坏；/n2.2)当所述通气管稳定出水时，关闭所述通气管上所述截止阀Ⅰ；/n3)试验/n在完成所述步骤2)的操作之后，调节所述自循环抽水管上的所述调节阀，使所述自循环抽水管内的供水压力达到设定值，记录所述流量计读数，通过该读数可算出所述喷头的射流平均流速；通过所述自平衡测压计的读数获得泄流冲击区涌浪的变化情况；/n4)试验工况调节/n4.1)不同气压下相同试验水头的测试：关闭所述减压箱上安装的所述密封工作门，启动与所述抽气孔连接的抽气装置，观察所述减压箱上的所述气压表Ⅰ，使其达到设定试验气压，通过调节所述抽水泵或所述调节阀使供水压力稳定在设定值，然后记录相同试验水头不同气压下所述自平衡测压计的数值；/n4.2)相同气压下不同试验水头的测试：关闭所述减压箱上安装的所述密封工作门，启动与所述抽气孔连接的抽气装置，观察所述减压箱顶部所述气压表Ⅰ，使其达到设定试验气压，然后关闭抽气装置维持所述减压箱内的气压恒定，通过调节所述抽水泵或所述调节阀使供水压力达到设定值，然后记录相同气压不同试验水头对应的所述自平衡测压计的数值；/n5)测试完成后/n5.1)打开所述通气阀，关闭所述抽水泵，通过所述给、排水口将所述减压箱内的水排出；/n5.2)随后打开所述密闭水箱底部的排水阀和所述溢流水槽底部的排水阀，待所述密闭水箱和所述溢流水槽的积水排出后，再次通过所述给、排水口将所述减压箱的积水排出。/n