1.本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及一种研究土壤侵蚀的实验装置。
背景技术：
2.我国是一个地质灾害频发的国家，诸如滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害严重威胁着我国人民的生命财产安全，阻碍了社会经济的发展。据统计，一年之中这些地质灾害频发的时期多在夏季，究其原因则是夏季多雨，大量的雨水对土壤造成侵蚀冲刷，破坏了土壤结构的稳定性。因此，深入探究水对土壤的侵蚀过程有助于研究滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的形成机理，进而对合理预防滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生，促进社会经济繁荣发展具有重要意义。
3.目前常见的土壤侵蚀试验主要是冲蚀试验，冲蚀试验将土样中心穿孔，通过给试样上下游施加水头差对试样造成侵蚀，最后测量冲蚀前后试样中孔的直径和水的流量，结合公式推导对土壤的抗侵蚀性作出评价。虽然冲蚀试验对土的抗侵蚀性评价具有一定指导意义，但其在受侵蚀土实际受力状态模拟方面仍有缺陷，同时因需要定时观测记录不断变化的水力梯度，实验工作量略显繁重。因此，更加准确地模拟受侵蚀土样的受力状态和精简实验工作量能够促进冲蚀试验的进一步发展。
技术实现要素：
4.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种研究土壤侵蚀的实验装置。该装置通过设置围压筒，顶盖、底盖和围压筒形成围压室，相比较传统的土壤侵蚀实验装置增设了围压功能，能够更好的模拟土壤侵蚀过程中的工况。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，包括围压筒，所述围压筒顶部安装有顶盖，围压筒底部安装有底盖，顶盖、底盖和围压筒形成围压室，所述围压室内且位于底盖上方设置有集水台，集水台上方设置有孔压组件，所述孔压组件包括下孔压室和位于下孔压室上方的上孔压室，所述下孔压室和上孔压室之间设置有用于放置土样的空间，所述下孔压室内部和上孔压室内部均填充有砾石，下孔压室与集水台之间、下孔压室与土样之间以及上孔压室与土样之间均设置有筛网；所述顶盖上安装有进水管，进水管的一端穿入顶盖且与上孔压室连通，进水管的另一端连接有供水箱；所述底盖上安装有出水管，出水管的一端穿入底盖且与集水台连通，出水管的另一端连接有集水箱。
6.上述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述围压筒两端均设置有外螺纹，所述顶盖和底盖上均设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。
7.上述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述进水管位于顶盖外侧的部位设置有控流泵。
8.上述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述顶盖和底盖上均设置有橡胶环。
9.上述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述孔压组件还包括用于包裹下孔压室、土样和上孔压室的橡皮膜。
10.上述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述顶盖上安装有第一管路和第二管路，第一管路的一端穿入顶盖与围压室连通，第一管路的另一端连接有围压控制器，第二管路的一端与上孔压室相连，第二管路的另一端连接有上孔压传感器；所述底盖上安装有第三管路，第三管路的一端与下孔压室相连，第三管路的另一端连接有下孔压传感器。
11.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
12.1、本实用新型通过设置围压筒，顶盖、底盖和围压筒形成围压室，相比较传统的土壤侵蚀实验装置增设了围压功能，能够更好的模拟土壤侵蚀过程中的工况。
13.2、本实用新型优选设置控流泵、上孔压传感器和下孔压传感器，将以往的控制水头压力测流速实验过程改进为控制流速测水头压力，并且通过上孔压传感器和下孔压传感器精确检测和记录水头压力，减少了人工不间断观测记录数据的实验流程，提高了实验工作效率，与此同时避免了人为误差，使实验结果更为精准，从而为预防土壤侵蚀等工事活动提供更有力的技术支撑。
14.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
15.图1为本实用新型装置的结构示意图。
16.附图标记说明：
17.1—围压筒；
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2—顶盖；
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3—底盖；
18.4—围压室；
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5—土样；
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6—橡皮膜；
19.7—筛网；
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8—上孔压室；
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9—下孔压室；
20.10—集水台；
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11—进水管；
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12—出水管；
21.13—第一管路；
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14—第二管路；
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15—第三管路；
22.16—围压控制器；
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17—上孔压传感器；
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18—下孔压传感器；
23.19—控流泵；
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20—供水箱；
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21—集水箱。
具体实施方式
24.如图1所示，本实施例的研究土壤侵蚀的实验装置，包括围压筒1，所述围压筒1顶部安装有顶盖2，围压筒1底部安装有底盖3，顶盖2、底盖3和围压筒1形成围压室4，所述围压室4内且位于底盖3上方设置有集水台10，集水台10上方设置有孔压组件，所述孔压组件包括下孔压室9和位于下孔压室9上方的上孔压室8，所述下孔压室9和上孔压室8之间设置有用于放置土样5的空间，所述下孔压室9内部和上孔压室8内部均填充有砾石，下孔压室9与集水台10之间、下孔压室9与土样5之间以及上孔压室8与土样5之间均设置有筛网7；所述顶盖2上安装有进水管11，进水管11的一端穿入顶盖2且与上孔压室8连通，进水管11的另一端连接有供水箱20；所述底盖3上安装有出水管12，出水管12的一端穿入底盖3且与集水台10连通，出水管12的另一端连接有集水箱21。
25.本实施例中，所述围压筒1两端均设置有外螺纹，所述顶盖2和底盖3上均设置有与
所述外螺纹相配合的内螺纹。
26.本实施例中，所述进水管11位于顶盖2外侧的部位设置有控流泵19；控流泵19可以控制水流流速保持恒定。
27.本实施例中，所述顶盖2和底盖3上均设置有橡胶环。
28.本实施例中，所述孔压组件还包括用于包裹下孔压室9、土样5和上孔压室8的橡皮膜6。
29.本实施例中，所述顶盖2上安装有第一管路13和第二管路14，第一管路13的一端穿入顶盖2与围压室4连通，第一管路13的另一端连接有围压控制器16，第二管路14的一端与上孔压室8相连，第二管路14的另一端连接有上孔压传感器17；所述底盖3上安装有第三管路15，第三管路15的一端与下孔压室9相连，第三管路15的另一端连接有下孔压传感器18；围压控制器16通过第一管路13向围压室4注入压力从而模拟受侵蚀土壤实际受力状态；上孔压传感器17测定上孔压，下孔压传感器18测定下孔压，从而实现实时监测记录上、下水头压。
30.本实用新型装置的使用过程为：采用静压实法或分层夯实法压制制备土样5，用直径为1mm的硬钢丝从土样5中心穿过，使土样5轴心形成1mm的穿孔；按照图1所示安装装置各部件，向围压室4内注入无气水，通过围压控制器16向围压室4内施加特定围压；调节控流泵19，使供水箱20中的侵蚀液以恒定流速经进水管11流入土样5内部形成侵蚀，土样5内部侵蚀液又经出水管12流入集水箱21进行收集；侵蚀过程中土样5上、下游孔压变化由上孔压传感器17和下孔压传感器18实时监测。通过本实用新型装置模拟土层遭受侵蚀更真实的受力状态，从而对实际工况作出更准确的评价。
31.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何限制，凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。技术特征：
1.一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，包括围压筒(1)，所述围压筒(1)顶部安装有顶盖(2)，围压筒(1)底部安装有底盖(3)，顶盖(2)、底盖(3)和围压筒(1)形成围压室(4)，所述围压室(4)内且位于底盖(3)上方设置有集水台(10)，集水台(10)上方设置有孔压组件，所述孔压组件包括下孔压室(9)和位于下孔压室(9)上方的上孔压室(8)，所述下孔压室(9)和上孔压室(8)之间设置有用于放置土样(5)的空间，所述下孔压室(9)内部和上孔压室(8)内部均填充有砾石，下孔压室(9)与集水台(10)之间、下孔压室(9)与土样(5)之间以及上孔压室(8)与土样(5)之间均设置有筛网(7)；所述顶盖(2)上安装有进水管(11)，进水管(11)的一端穿入顶盖(2)且与上孔压室(8)连通，进水管(11)的另一端连接有供水箱(20)；所述底盖(3)上安装有出水管(12)，出水管(12)的一端穿入底盖(3)且与集水台(10)连通，出水管(12)的另一端连接有集水箱(21)。2.根据权利要求1所述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述围压筒(1)两端均设置有外螺纹，所述顶盖(2)和底盖(3)上均设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。3.根据权利要求1所述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述进水管(11)位于顶盖(2)外侧的部位设置有控流泵(19)。4.根据权利要求1所述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述顶盖(2)和底盖(3)上均设置有橡胶环。5.根据权利要求1所述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述孔压组件还包括用于包裹下孔压室(9)、土样(5)和上孔压室(8)的橡皮膜(6)。6.根据权利要求1所述的一种研究土壤侵蚀的实验装置，其特征在于，所述顶盖(2)上安装有第一管路(13)和第二管路(14)，第一管路(13)的一端穿入顶盖(2)与围压室(4)连通，第一管路(13)的另一端连接有围压控制器(16)，第二管路(14)的一端与上孔压室(8)相连，第二管路(14)的另一端连接有上孔压传感器(17)；所述底盖(3)上安装有第三管路(15)，第三管路(15)的一端与下孔压室(9)相连，第三管路(15)的另一端连接有下孔压传感器(18)。
技术总结
本实用新型提供了一种研究土壤侵蚀的实验装置，包括围压筒，所述围压筒顶部安装有顶盖，围压筒底部安装有底盖，顶盖、底盖和围压筒形成围压室，所述围压室内且位于底盖上方设置有集水台，集水台上方设置有孔压组件，所述孔压组件包括下孔压室和位于下孔压室上方的上孔压室，所述下孔压室和上孔压室之间设置有用于放置土样的空间，所述下孔压室内部和上孔压室内部均填充有砾石，下孔压室与集水台之间、下孔压室与土样之间以及上孔压室与土样之间均设置有筛网；所述顶盖上安装有进水管，底盖上安装有出水管。该装置通过设置围压筒，顶盖、底盖和围压筒形成围压室，较传统的土壤侵蚀实验装置增设了围压功能，能够更好的模拟土壤侵蚀过程中的工况。蚀过程中的工况。蚀过程中的工况。
技术研发人员：尚森 郑文杰 吴艾芳
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2021/7/15
声明：
“研究土壤侵蚀的实验装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：西安建筑科技大学
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2024年12月20日 ~ 22日 
