2018107891128一种雨水入渗下土柱渗流侵蚀实验装置以及土—水分离实验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN108918384B
(45)授权公告日2022.04.26
(21)申请号201810789112.8(56)对比文件
(22)申请日2018.07.18CN205786199U,2016.12.07
CN204831748U,2015.12.02
(65)同一申请的已公布的文献号CN207300824U,2018.05.01
申请公布号CN108918384ACN106124386A,2016.11.16
(43)申请公布日2018.11.30CN204094043U,2015.01.14
(73)专利权人重庆大学CN203191284U,2013.09.11
地址400044重庆市沙坪坝区正街174号CN102411042A,2012.04.11
CN107957388A,2018.04.24
(72)发明人谢强田大浪杨文君梁莉CN102608013A,2012.07.25
班宇鑫周小平许明王桂林CN207271693U,2018.04.27
文海家吴曙光CN104375520A,2015.02.25
(74)专利代理机构重庆百润洪知识产权代理有CN104535470A,2015.04.22
限公司50219JP2015045527A,2015.03.12
代理人刘立春审查员王嘉妮

(51)Int.Cl.
G01N15/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页
(54)发明名称
一种雨水入渗下土柱渗流侵蚀实验装置以
及土—水分离实验方法
(57)摘要
本发明公开了一种雨水入渗下土柱渗流侵
蚀实验装置以及一种土—水分离实验方案。雨水
入渗下土柱渗流侵蚀实验装置包括，实验装置支
架、上游水头控制系统、刚性壁渗流室、侵蚀混合
流体收集系统，实验装置支架包括可调节高度的
底板、顶板、中间活动板，上游水头控制系统用于
控制土柱承受的类降雨强度以及监测土柱承受
的水力梯度，刚性壁渗流室是装置的核心部分，
用以容纳土柱试样完成渗流侵蚀过程，侵蚀流体
混合收集系统用以收集阶段内的侵蚀混合流体；
土—水分离实验方案，包括检测侵蚀混合流体中
粘土颗粒浓度、砂粒砾石混合颗粒质量、侵蚀流
体质量。本发明能够有效实现雨水入渗条件下土
柱的内部侵蚀实验和分析。
CN108918384B
CN108918384B权利要求书1/1页

1.一种雨水入渗下土柱渗流侵蚀实验装置，其特征在于：包括实验装置支架、上游水头
控制系统、刚性壁渗流室、侵蚀混合流体收集系统；
所述实验装置支架包括底板、中间活动板、顶板、螺纹杆和螺帽；所述底板、中间活动板
和顶板相互平行且水平设置，所述螺纹杆穿过中间活动杆并沿竖直方向固定于顶板与底板
之间；所述螺帽通过螺纹连接于螺纹杆，用于固定所述活动板；
所述上游水头控制系统用于控制入渗速率以及试样承受的水力梯度，其包括与所述顶
板固定的上游水头测量管、入渗储水箱、用于实时测量所述入渗储水箱重量的电子秤、用于
将所述入渗储水箱内的纯净水通过硅胶管加压输送至水头测量管的蠕动泵、靠近管口位置
与所述上游水头测量管壁连通的溢流管、以及用于承接从溢流管溢出的侵蚀流体的水头控
制储水箱；
所述刚性壁渗流室包括用于容纳土柱试样的刚性壁圆筒；所述刚性壁圆筒以可拆卸的
方式安装于设置在所述中间活动板上的凹槽基座，并与所述上游水头测量管下端连接；
所述侵蚀混合流体收集系统包括固定于凹槽基座底部的锥形漏斗、位于锥形漏斗正下
方的侵蚀流体收集杯、放置于所述底板用于支撑侵蚀流体收集杯的收集杯承台；
所述刚性壁圆筒内设有贴附于其内壁的橡胶膜、位于其中部的上部反滤层以及位于其
底部的下部反滤层；所述刚性壁圆筒内部位于上部反滤层上方的空间用于填充玻璃珠、刚
性壁圆筒内部位于上部反滤层与下部反滤层之间的空间用于容纳土柱试样；
所述凹槽基座一体成型于所述中间活动板，凹槽基座设有中心沉头孔，所述沉头底部
用于放置所述下部反滤层；
所述上部反滤层和下部反滤层均为有机玻璃网；
所述侵蚀混合流体收集杯为带有编号的透明塑料杯，用以定时定量收集侵蚀混合流
体；所述收集杯承台为实心木块，用以承放收集杯且防止实验支架偏移。
2.一种土—水分离实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.利用权利要求1所述的雨水入渗下土柱渗流侵蚀实验装置定时收集侵蚀混合流
体；
S2.测量侵蚀混合流体中的粘土颗粒质量；
S3.测量侵蚀流体质量；
S4.测量砂粒砾石混合颗粒质量；
步骤S2中，通过透明长方体容纳盒容纳侵蚀混合流体，并采用透光率仪测量侵蚀混合
流体的透光率，最终获得侵蚀混合流体中粘土颗粒浓度；
步骤S3中，通过砂芯过滤器过滤出侵蚀土颗粒，并称重获得所述侵蚀土颗粒质量。

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CN1089