適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置制造方法
適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體、位于坡積體滲水面上方的滲水管、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板、與滲水管連接的水源，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的可變形透水承墊體、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體、埋設在坡積體內的孔壓計和用于供測斜儀探頭進出的測斜管。坡積體中長坡面與地面呈20—45°角，水平設置的滲水管均設計有若干滲水孔。本發明能夠真實地放大比例模擬土石邊坡在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下的坡體內的有效應力和水壓力，解決了一般土工模型實驗難以同時滿足幾何相似和物理相似的難題。
【專利說明】適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及土石邊坡生態防護【技術領域】，具體來說是涉及一種適用于土石邊坡生態防護模型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]在土工模型試驗方面，目前流行的試驗主要有常規模型、磁力地質模型和離心模型試驗。與巖石和混凝土不同，對于土體，正確模擬小比尺模型的有效自重應力和水壓力是土工模型試驗成功的關鍵。大量的土石料室內試驗結果表明，土石料具有以下特點:
[0003]①應力應變關系呈彈塑性和非線性；
[0004]②應力應變關系在不同的應力水平條件下表現不同，土體的變形模量、強度等都與應力水平密切相關，而且這種相關性是非線性的；
[0005]③土是三相體，加上降雨和地下水的作用，就要求土工模型試驗中的自重應力和孔隙水壓力必須與原型一致，才能用模型較為真實地模擬原型。
[0006]常規土工模型試驗在Ig的重力場內，按幾何相似可將原型尺寸縮小n倍，但因其不能滿足土體自重應力水平和水壓力的物理相似，即常規土工模型試驗難以滿足物理相似，因此目前土力學界已很少使用。由于上述原因，即使震動臺可以模擬動應力相似，也限制了其應用于土工建筑物模型試驗。
[0007]目前的磁力地質模型只考慮固相的自重應力相似，不能滿足液相及水壓力相似。
[0008]土工離心模型試驗基于用離心力場模擬重力場的原理，通過施加在模型上的ng離心力使模型中土體的有效應力和孔隙水壓力與原型趨于一致。但實際上所獲得的離心力應力場在同一平面并不勻稱。離心模型雖然可以滿足土工模型和原型的幾何與物理相似，但是由于設備造價昂貴、技術操作復雜、動態模擬操作困難，普遍使用率低，且存在不適宜用于原生植被生態護坡試驗研究的缺點。
[0009]鑒于現有技術的土工模型試驗沒有考慮降雨和地下水的作用，而降雨和地下水的滲透力又改變土體的有效應力和水壓力，不能真實地模擬土石邊坡原型，因此構建能夠真實模擬土石邊坡的實驗模型進行模擬實驗是所屬領域科技工作者共同面臨的課題。
【發明內容】
[0010]針對現有技術的土石邊坡實驗模型進行模擬實驗的技術現狀，本發明的目的旨在提供一種適用于土石邊坡的雙向透力模型試驗裝置，以解決現有技術的土石邊坡實驗模型不能真實地模擬原型的問題。
[0011]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其構成主要包括，傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板、與滲水管連接的水源，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體、埋設在坡積體內的孔壓計和用于供測斜儀探頭進出的測斜管，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中長坡面與地面呈20— 45°角，所述滲水管水平設置，每根滲水管均設計有若干滲水孔。
[0012]在本發明的上述技術方案中，為兩個滲水面上方滲水管供水的水源可最好是具有不同壓力水頭的水源。所述水源優先采用可調整水頭或壓力的水源，如可調整高度位置的水箱。
[0013]在本發明的上述技術方案中，所述透水性支撐體可由砌塊構成，也可由砂卵石構成，優先采用由砌塊和砂卵石組成。
[0014]在本發明的上述技術方案中，埋設在坡積體內用于供測斜儀探頭進出的測斜管，其管口最好外露于坡積體外，以便于試驗時將測斜儀的測斜探頭安裝測斜管中。所述測斜管可以為金屬管或塑料管，優先采用塑料管作為測斜管。
[0015]在本發明的上述技術方案中，試驗裝置的主體，即所述坡積體、位于坡積體上方的滲水管、位于坡積體下方的承墊體和支撐體可設置在箱室內，箱室箱體壁中與坡積體平行的兩側箱體壁最好由透明有機玻璃等透明材質材料制作，以便試驗過程中研究人員通過觀察了解坡積體在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下坡積體形狀和位移變化。進一步地，為了便于研究人員觀察，有機玻璃箱體壁面與坡積體相接的部位最好設計有觀測坡積體形狀和位移變化的標記網格。坡積體長坡兩端的箱體壁最好由不銹鋼金屬板材制作。
[0016]在本發明的上述技術方案中，位于坡積體兩滲水面上方的滲水管最好通過一層無紡布緊貼坡積體或埋入坡積體內，外側用透明材質制作的蓋板封住防止滲透水外流。
[0017]在本發明的上述技術方案中，對于試驗裝置設計有箱室的，透水性支撐體外下方可設計有集水槽池和將水排出箱室外的排水接管，排水接管與集水槽池連接。
[0018]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，通過在坡積體與透水性支撐體之間設置一層由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體，既保證了滲透水及時排出到集水槽池，又保證了土石邊坡在雙向滲透力協同作用下允許坡積體發生滲透變形，模擬土石邊坡原型真實的變形性狀。
[0019]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，是基于發明人對粘性粗粒土等土石坡積體的滲透特性和骨架特征深刻理解，提出了對土石邊坡施加雙向滲透力協同作用的土工試驗模型方法及實驗裝置。本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，以垂直長坡坡面的滲透力模擬原型土石坡積體所受的法向正應力，以垂直短坡坡面的滲透力模擬土石邊坡在坡內地下水和雨水作用下所受到的順坡滲透力，利用垂直坡面的滲透力和順坡向的滲透力的協同作用，使坡積體模型的有效自重應力和水壓力放大相似比的倍數，與原型坡積體一致，真實地模擬了土石邊坡在雨水順坡滲透力和孔隙水壓力協同作用下的坡體內的有效應力和水壓力，克服了傳統土工模型試驗不能反映土體應力水平的弊端，磁力地質模型只能滿足土骨架自重應力相似比而不能反映水壓力相似比的問題，以及離心模型設備造價昂貴、技術操作復雜、動態模擬操作困難、普遍使用率低、且存在不適宜用于植被生態護坡試驗研究的缺點。本發明的公開解決了土工模型實驗難以同時滿足幾何相似和物理相似的難題，為土石邊坡生態防護提供了一個研究手段，促進了土石邊坡生態防護技術的進步。
[0020]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，具有設計合理、工藝簡單、操作方便、成本低、易于推廣的特點，既可以同時保證坡積體土骨架應力和水壓力的應力水平提高相同的相似比倍數，又減小了生態護坡試驗難度，便于試驗操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明一個實施例的主視結構示意圖。
[0022]圖2是附圖1實施例的俯視結構示意圖。
[0023]圖3是附圖1中1-1向剖視結構示意圖。
[0024]圖4-1是順坡滲透力模擬示意圖；圖4-2是垂直坡面滲透力模擬示意圖；圖4-3是本發明的順坡滲透力與垂直坡面滲透力協同作用下的力學模擬示意圖。
[0025]在上述附圖中各圖示標號標識的對象分別為:1-構成箱室的不銹鋼板、2-構成箱室的有機玻璃板、3-坡積體支撐體、4-集水槽池、5-排水管、6-可變形透水承墊體、7-測斜管、8-坡積體、9-孔壓計、10-滲透水封閉有機玻璃蓋板、11-滲水管、12-連接管、13-水源水箱。
【具體實施方式】
[0026]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】給出本發明的實施例，并通過實施例對本發明作進一步的說明，以便于更加容易地理解本發明。但需要特別指出的是，本發明的【具體實施方式】不限于下面實施例所描述的形式，所屬領域的技術人員在不付出創造性勞動的情況下，還可很容易地設計出其他的【具體實施方式】，因此不應將下面給出的【具體實施方式】的實施例理解為本發明的保護范圍，將本發明的保護范圍限制在所給出的實施例。
[0027]實施例1
[0028]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其結構如附圖1、2和3所示，其構成包括箱室和位于箱室內的實驗裝置主體，所述實驗裝置主體包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體8、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管11、位于滲水管上方由有機玻璃板制作的用于封閉滲透水的蓋板10、與滲水管連接的水源13、與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體6、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的由砌塊和砂卵石組成的透水性支撐體3、位于透水性支撐體外下方的集水槽池4、將集水槽池內的滲水排出箱室外的排水管5、埋設在坡積體內的孔壓計9和用于供測斜探頭進出的塑料材質的測斜管7，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中作為試驗觀測對象的長坡面與地面呈20°坡角，所述滲水管11水平設置在兩側的箱室壁上，每根滲水管均設計有若干滲水孔。坡積體兩個滲水面上方的滲水管分別由不同的兩個水源分別供水，其中長坡面上的滲水管由可調整壓力的水泵供水，短坡面上的滲水管由可調整水頭的水箱供水。所述孔壓計和塑料測斜管內的測斜儀探頭分別與箱室外的二次測量儀表連接。所述箱室，其箱壁與坡積體平行的兩側箱體壁由有機玻璃板2制作，另兩側的箱室箱體壁由不銹鋼板I制作，通過角鋼組織成一體，其中與坡積體平行的由機玻璃制作的兩側箱體壁面設計有觀測標記9，以便試驗過程中研究人員通過觀察了解坡積體在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下坡積體形位變化。
[0029]實施例2
[0030]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，整體上與實施例1所述試驗裝置的結構基本相同，所不同的地方是，試驗裝置為敞開式結構，坡積體8的長坡面與地面呈45°坡角，所述支撐體由砂卵石堆積而成，位于坡積體兩個滲水面上方的滲水管設置支架上，分別由兩個可調整壓力的水泵供水。
[0031]實施例3
[0032]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，整體上與實施例1所述試驗裝置的結構基本相同，所不同的地方是，坡積體8的長坡面與地面呈30°坡角，所述支撐體由砌塊壘砌而成，坡積體兩個滲水面上的滲水管分別由兩個可調整水頭的水箱供水。
【權利要求】
1.一種適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體(8)、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管(11)、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板(IO )、與滲水管連接的水源(13 )，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可透水承墊體(6)、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體(3)、埋設在坡積體內的孔壓計(9)和用于供測斜儀探頭進出的測斜管(7)，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中長坡面與地面呈20—45°角，所述滲水管水平設置，每根滲水管均設計有若干滲水孔。
2.根據權利要求1所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:兩個滲水面上方的滲水管分別由不同的水源供水。
3.根據權利要求2所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:為兩個滲水面上方的滲水管供水的水源均為可調整水頭或壓力的水源。
4.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:所述透水性支撐體由砌塊和砂卵石組成。
5.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:埋設在坡積體內用于供測斜儀探頭進出的測斜管，其管口外露于坡積體。
6.根據權利要求5所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:所述測斜管為塑料材質管。
7.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:坡積體、位于坡積體上方的滲水管、位于坡積體下方的承墊體和支撐體設置在箱室內，箱室箱體壁中與坡積體平行的兩側箱體壁由透明有機玻璃制作，坡積體長坡兩端的箱體壁由金屬板材制作。
8.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:與坡積體長坡平行的兩側箱體壁由有機玻璃板制作，有機玻璃箱體壁面與坡積體相接的部位設計有觀測坡積體形位變化的標記網格。
9.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:位于坡積體兩滲水面上方的滲水管通過一層無紡布緊貼坡積體或埋入坡積體內，外側用透明材質制作的蓋板封住防止滲透水外流。
10.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:透水性支撐體外下方設計有集水槽池(4 )，集水槽池內的水通過排水管(5 )排出箱室外。
【文檔編號】G01N33/24GK103760318SQ201410014389
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】周成, 陳生水, 何寧, 陳群, 張桂榮, 何建村, 吳艷, 王琛, 劉恩龍, 周富強, 周彥章, 戴燦偉, 曾子, 劉俊, 石北嘯 申請人:四川大學, 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院, 新疆水利水電科學研究院
【專利摘要】本發明公開了一種適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體、位于坡積體滲水面上方的滲水管、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板、與滲水管連接的水源，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的可變形透水承墊體、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體、埋設在坡積體內的孔壓計和用于供測斜儀探頭進出的測斜管。坡積體中長坡面與地面呈20—45°角，水平設置的滲水管均設計有若干滲水孔。本發明能夠真實地放大比例模擬土石邊坡在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下的坡體內的有效應力和水壓力，解決了一般土工模型實驗難以同時滿足幾何相似和物理相似的難題。
【專利說明】適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及土石邊坡生態防護【技術領域】，具體來說是涉及一種適用于土石邊坡生態防護模型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]在土工模型試驗方面，目前流行的試驗主要有常規模型、磁力地質模型和離心模型試驗。與巖石和混凝土不同，對于土體，正確模擬小比尺模型的有效自重應力和水壓力是土工模型試驗成功的關鍵。大量的土石料室內試驗結果表明，土石料具有以下特點:
[0003]①應力應變關系呈彈塑性和非線性；
[0004]②應力應變關系在不同的應力水平條件下表現不同，土體的變形模量、強度等都與應力水平密切相關，而且這種相關性是非線性的；
[0005]③土是三相體，加上降雨和地下水的作用，就要求土工模型試驗中的自重應力和孔隙水壓力必須與原型一致，才能用模型較為真實地模擬原型。
[0006]常規土工模型試驗在Ig的重力場內，按幾何相似可將原型尺寸縮小n倍，但因其不能滿足土體自重應力水平和水壓力的物理相似，即常規土工模型試驗難以滿足物理相似，因此目前土力學界已很少使用。由于上述原因，即使震動臺可以模擬動應力相似，也限制了其應用于土工建筑物模型試驗。
[0007]目前的磁力地質模型只考慮固相的自重應力相似，不能滿足液相及水壓力相似。
[0008]土工離心模型試驗基于用離心力場模擬重力場的原理，通過施加在模型上的ng離心力使模型中土體的有效應力和孔隙水壓力與原型趨于一致。但實際上所獲得的離心力應力場在同一平面并不勻稱。離心模型雖然可以滿足土工模型和原型的幾何與物理相似，但是由于設備造價昂貴、技術操作復雜、動態模擬操作困難，普遍使用率低，且存在不適宜用于原生植被生態護坡試驗研究的缺點。
[0009]鑒于現有技術的土工模型試驗沒有考慮降雨和地下水的作用，而降雨和地下水的滲透力又改變土體的有效應力和水壓力，不能真實地模擬土石邊坡原型，因此構建能夠真實模擬土石邊坡的實驗模型進行模擬實驗是所屬領域科技工作者共同面臨的課題。
【發明內容】
[0010]針對現有技術的土石邊坡實驗模型進行模擬實驗的技術現狀，本發明的目的旨在提供一種適用于土石邊坡的雙向透力模型試驗裝置，以解決現有技術的土石邊坡實驗模型不能真實地模擬原型的問題。
[0011]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其構成主要包括，傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板、與滲水管連接的水源，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體、埋設在坡積體內的孔壓計和用于供測斜儀探頭進出的測斜管，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中長坡面與地面呈20— 45°角，所述滲水管水平設置，每根滲水管均設計有若干滲水孔。
[0012]在本發明的上述技術方案中，為兩個滲水面上方滲水管供水的水源可最好是具有不同壓力水頭的水源。所述水源優先采用可調整水頭或壓力的水源，如可調整高度位置的水箱。
[0013]在本發明的上述技術方案中，所述透水性支撐體可由砌塊構成，也可由砂卵石構成，優先采用由砌塊和砂卵石組成。
[0014]在本發明的上述技術方案中，埋設在坡積體內用于供測斜儀探頭進出的測斜管，其管口最好外露于坡積體外，以便于試驗時將測斜儀的測斜探頭安裝測斜管中。所述測斜管可以為金屬管或塑料管，優先采用塑料管作為測斜管。
[0015]在本發明的上述技術方案中，試驗裝置的主體，即所述坡積體、位于坡積體上方的滲水管、位于坡積體下方的承墊體和支撐體可設置在箱室內，箱室箱體壁中與坡積體平行的兩側箱體壁最好由透明有機玻璃等透明材質材料制作，以便試驗過程中研究人員通過觀察了解坡積體在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下坡積體形狀和位移變化。進一步地，為了便于研究人員觀察，有機玻璃箱體壁面與坡積體相接的部位最好設計有觀測坡積體形狀和位移變化的標記網格。坡積體長坡兩端的箱體壁最好由不銹鋼金屬板材制作。
[0016]在本發明的上述技術方案中，位于坡積體兩滲水面上方的滲水管最好通過一層無紡布緊貼坡積體或埋入坡積體內，外側用透明材質制作的蓋板封住防止滲透水外流。
[0017]在本發明的上述技術方案中，對于試驗裝置設計有箱室的，透水性支撐體外下方可設計有集水槽池和將水排出箱室外的排水接管，排水接管與集水槽池連接。
[0018]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，通過在坡積體與透水性支撐體之間設置一層由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體，既保證了滲透水及時排出到集水槽池，又保證了土石邊坡在雙向滲透力協同作用下允許坡積體發生滲透變形，模擬土石邊坡原型真實的變形性狀。
[0019]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，是基于發明人對粘性粗粒土等土石坡積體的滲透特性和骨架特征深刻理解，提出了對土石邊坡施加雙向滲透力協同作用的土工試驗模型方法及實驗裝置。本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，以垂直長坡坡面的滲透力模擬原型土石坡積體所受的法向正應力，以垂直短坡坡面的滲透力模擬土石邊坡在坡內地下水和雨水作用下所受到的順坡滲透力，利用垂直坡面的滲透力和順坡向的滲透力的協同作用，使坡積體模型的有效自重應力和水壓力放大相似比的倍數，與原型坡積體一致，真實地模擬了土石邊坡在雨水順坡滲透力和孔隙水壓力協同作用下的坡體內的有效應力和水壓力，克服了傳統土工模型試驗不能反映土體應力水平的弊端，磁力地質模型只能滿足土骨架自重應力相似比而不能反映水壓力相似比的問題，以及離心模型設備造價昂貴、技術操作復雜、動態模擬操作困難、普遍使用率低、且存在不適宜用于植被生態護坡試驗研究的缺點。本發明的公開解決了土工模型實驗難以同時滿足幾何相似和物理相似的難題，為土石邊坡生態防護提供了一個研究手段，促進了土石邊坡生態防護技術的進步。
[0020]本發明提供的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，具有設計合理、工藝簡單、操作方便、成本低、易于推廣的特點，既可以同時保證坡積體土骨架應力和水壓力的應力水平提高相同的相似比倍數，又減小了生態護坡試驗難度，便于試驗操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明一個實施例的主視結構示意圖。
[0022]圖2是附圖1實施例的俯視結構示意圖。
[0023]圖3是附圖1中1-1向剖視結構示意圖。
[0024]圖4-1是順坡滲透力模擬示意圖；圖4-2是垂直坡面滲透力模擬示意圖；圖4-3是本發明的順坡滲透力與垂直坡面滲透力協同作用下的力學模擬示意圖。
[0025]在上述附圖中各圖示標號標識的對象分別為:1-構成箱室的不銹鋼板、2-構成箱室的有機玻璃板、3-坡積體支撐體、4-集水槽池、5-排水管、6-可變形透水承墊體、7-測斜管、8-坡積體、9-孔壓計、10-滲透水封閉有機玻璃蓋板、11-滲水管、12-連接管、13-水源水箱。
【具體實施方式】
[0026]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】給出本發明的實施例，并通過實施例對本發明作進一步的說明，以便于更加容易地理解本發明。但需要特別指出的是，本發明的【具體實施方式】不限于下面實施例所描述的形式，所屬領域的技術人員在不付出創造性勞動的情況下，還可很容易地設計出其他的【具體實施方式】，因此不應將下面給出的【具體實施方式】的實施例理解為本發明的保護范圍，將本發明的保護范圍限制在所給出的實施例。
[0027]實施例1
[0028]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其結構如附圖1、2和3所示，其構成包括箱室和位于箱室內的實驗裝置主體，所述實驗裝置主體包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體8、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管11、位于滲水管上方由有機玻璃板制作的用于封閉滲透水的蓋板10、與滲水管連接的水源13、與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可變形透水承墊體6、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的由砌塊和砂卵石組成的透水性支撐體3、位于透水性支撐體外下方的集水槽池4、將集水槽池內的滲水排出箱室外的排水管5、埋設在坡積體內的孔壓計9和用于供測斜探頭進出的塑料材質的測斜管7，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中作為試驗觀測對象的長坡面與地面呈20°坡角，所述滲水管11水平設置在兩側的箱室壁上，每根滲水管均設計有若干滲水孔。坡積體兩個滲水面上方的滲水管分別由不同的兩個水源分別供水，其中長坡面上的滲水管由可調整壓力的水泵供水，短坡面上的滲水管由可調整水頭的水箱供水。所述孔壓計和塑料測斜管內的測斜儀探頭分別與箱室外的二次測量儀表連接。所述箱室，其箱壁與坡積體平行的兩側箱體壁由有機玻璃板2制作，另兩側的箱室箱體壁由不銹鋼板I制作，通過角鋼組織成一體，其中與坡積體平行的由機玻璃制作的兩側箱體壁面設計有觀測標記9，以便試驗過程中研究人員通過觀察了解坡積體在順坡向滲透力和垂直坡面滲透力協同作用下坡積體形位變化。
[0029]實施例2
[0030]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，整體上與實施例1所述試驗裝置的結構基本相同，所不同的地方是，試驗裝置為敞開式結構，坡積體8的長坡面與地面呈45°坡角，所述支撐體由砂卵石堆積而成，位于坡積體兩個滲水面上方的滲水管設置支架上，分別由兩個可調整壓力的水泵供水。
[0031]實施例3
[0032]本實施例的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，整體上與實施例1所述試驗裝置的結構基本相同，所不同的地方是，坡積體8的長坡面與地面呈30°坡角，所述支撐體由砌塊壘砌而成，坡積體兩個滲水面上的滲水管分別由兩個可調整水頭的水箱供水。
【權利要求】
1.一種適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:包括傾斜設置的上方兩個斜側面為滲水面的坡積體(8)、位于坡積體滲水面上方的若干滲水管(11)、位于滲水管上方由透明材質制作的用于封閉滲透水的蓋板(IO )、與滲水管連接的水源(13 )，與坡積體滲水面相對的位于坡積體下方的由壓縮可變形材質構成的可透水承墊體(6)、位于可變形透水層下方用于支撐坡積體的透水性支撐體(3)、埋設在坡積體內的孔壓計(9)和用于供測斜儀探頭進出的測斜管(7)，所述坡積體由粉土或粘土和砂礫經擊實形成，兩個滲水面中長坡面與地面呈20—45°角，所述滲水管水平設置，每根滲水管均設計有若干滲水孔。
2.根據權利要求1所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:兩個滲水面上方的滲水管分別由不同的水源供水。
3.根據權利要求2所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:為兩個滲水面上方的滲水管供水的水源均為可調整水頭或壓力的水源。
4.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:所述透水性支撐體由砌塊和砂卵石組成。
5.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:埋設在坡積體內用于供測斜儀探頭進出的測斜管，其管口外露于坡積體。
6.根據權利要求5所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:所述測斜管為塑料材質管。
7.根據權利要求1或2或3所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:坡積體、位于坡積體上方的滲水管、位于坡積體下方的承墊體和支撐體設置在箱室內，箱室箱體壁中與坡積體平行的兩側箱體壁由透明有機玻璃制作，坡積體長坡兩端的箱體壁由金屬板材制作。
8.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:與坡積體長坡平行的兩側箱體壁由有機玻璃板制作，有機玻璃箱體壁面與坡積體相接的部位設計有觀測坡積體形位變化的標記網格。
9.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:位于坡積體兩滲水面上方的滲水管通過一層無紡布緊貼坡積體或埋入坡積體內，外側用透明材質制作的蓋板封住防止滲透水外流。
10.根據權利要求7所述的適用于土石邊坡的雙向滲透力模型試驗裝置，其特征在于:透水性支撐體外下方設計有集水槽池(4 )，集水槽池內的水通過排水管(5 )排出箱室外。
【文檔編號】G01N33/24GK103760318SQ201410014389
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】周成, 陳生水, 何寧, 陳群, 張桂榮, 何建村, 吳艷, 王琛, 劉恩龍, 周富強, 周彥章, 戴燦偉, 曾子, 劉俊, 石北嘯 申請人:四川大學, 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院, 新疆水利水電科學研究院
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