详情

原文传递模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置

专利名称：	模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置
摘要：	本发明提供了一种模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，模型箱前侧设有开口玻璃窗，用于观察模型箱内的状况；模型箱用于填充试验材料，试验材料包括梯形状岩石、黄土、重塑土和水；喷淋控制组件用于模拟模型箱内的降水情况和地下水入渗情况；温度控制组件用于控制黄土的温度和模拟填方工程时的温度；数据采集系统用于采集试验数据；控制模块用于连接各个组件；本发明的喷淋控制系统通过模拟降雨喷头、模拟地下水入渗喷头与电动球阀可根据实际情况调整降雨量与地下水水位上升量，从而设计试验方案，更好地模拟降雨条件及地下水入渗条件下填方工程界面浸水变形失稳的现象，具有操作方便、构造简单和控制精确等特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	同济大学
发明人：	吕玺琳;周堃野;金宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910529166.5
公开号：	CN110333334A
代理机构：	上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	叶凤
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	200092 上海市杨浦区四平路1239号
主权项：	1.一种模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：其包括：模型箱(0)、喷淋控制组件、温度控制组件、数据采集组件和控制模块；所述模型箱(0)前侧设有开口玻璃窗，用于观察所述模型箱(0)内的状况；所述模型箱(0)上侧设有上盖，用于打开或闭合开口；所述模型箱(0)内侧放置梯形状岩石(1)、黄土(2)和重塑土(3)，所述梯形状岩石(1)竖向布置在所述模型箱(0)内右侧，所述黄土(2)斜向布置在所述梯形状岩石(1)的梯形面上，所述重塑土(3)布置在所述模型箱(0)内左侧；所述喷淋控制组件用于模拟所述模型箱(0)内的降水情况和地下水入渗情况；所述温度控制组件用于控制所述黄土(2)的温度和模拟填方工程时的温度；所述数据采集系统用于采集试验数据；所述控制模块包括微控制器(21)、与微控制器(21)相接的显示屏(12)，并用于协调各组件的工作。 2.根据权利要求1所述的模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：喷淋控制组件包括电动泵(4)、水箱(5)、第一电动球阀(6)、第二电动球阀(7)、第三电动球阀(8)、第四电动球阀(9)、模拟降雨喷头(10)、模拟地下水入渗喷头(11)和水管，所述水箱(5)和所述模型箱(0)通过所述水管连通，所述电动泵(4)设置在所述水箱(5)上并用于将所述水箱(5)内的水泵入所述模型箱(0)内，所述第一电动球阀(6)设置在与所述模型箱(0)连接的管路上以控制水管的开关，所述第二电动球阀(7)设置在所述模型箱(0)的底部水管与顶部水管的分叉处以控制水流的方向，所述第三电动球阀(8)设置在与模拟地下水入渗喷头(11)相接的管路上以控制模拟地下水入渗喷头(11)的水流大小，所述第四电动球阀(9)设置在与模拟降雨喷头(10)相接的管路上以控制模拟降雨喷头(10)的水流大小，所述第一电动球阀(6)、第二电动球阀(7)、第三电动球阀(8)、第四电动球阀(9)的输入端均与微控制器(21)相连。 3.根据权利要求1所述的模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：所述温度控制组件包括加热棒(13)和温度传感器(15)；所述加热棒(13)埋设在黄土(2)内并用于黄土(2)加热；所述温度传感器(15)埋设在黄土(2)内并用于测量黄土(2)的温度；所述加热棒(13)的输入端与微控制器(21)相连，以用于控制加热棒(13)的开关以及功率；所述温度传感器(15)的输入端与微控制器(21)相连，以用于实时监测、反馈试验过程中黄土(2)的温度变化。 4.根据权利要求1所述的模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：所述数据采集组件包括前位移计(14)和后位移计(16)，所示前位移计(14)设于所述黄土(2)上，所述后位移计(16)设于所述梯形状岩石(1)的斜面上，所述前位移计(14)用于测量黄土(2)与重塑土(3)交界面的位移量，所述后位移计(16)用于测量黄土(2)与梯形状岩石(1)交界面的位移量；所述前位移计(14)和后位移计(16)的输出端均与微控制器(21)相连，两者读数之差即为黄土的压缩量。 5.根据权利要求1所述的模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：所述数据采集组件包括监控系统，所述监控系统包括支架(18)、LED照明灯(19)、数码相机(20)和监测点(17)，所述支架(18)设于模型箱(0)的开口玻璃窗的前侧，所述LED照明灯(19)和数码相机(20)安装在所述支架(18)上用于拍摄记录试验过程，所述监测点(17)用于记录土体位移，所述监测点(17)沿高度均匀布置4排于观测窗一侧，每排布置3个观测点。 6.根据权利要求1所述的模拟填方工程界面浸水变形失稳的物理模型试验装置，其特征在于：所述微控制器(21)为STM32F103VET6微控制器，IO口较多，便于传感器组连接，功耗低，且内含ADC模块，减少外围电路设计。
所属类别：	发明专利