CN209607270U - 一种隧道围岩渗流模型试验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道围岩渗流模型试验箱，在入渗水槽以及出渗水槽上分别设有第一传动丝杆以及第二传动丝杆，入渗水槽上滑动连接有水箱，水箱与第一传动丝杆螺旋连接并由其带动上下移动，出渗水槽内设有与其滑动连接的水位调节板，水位调节板与第二传动丝杆螺旋连接并其带动上下运动，出渗水槽的底部设有出渗水槽出水口，内部设有一端与出渗水槽出水口连通，另一端与水位调节板固定连接的出水管。该模型试验箱通过第一传动丝杆对水箱的高度进行调节，达到对入渗水槽内水位(高水位)的控制；通过第二传动丝杆调节水位调节板在出渗水槽内的高度，实现出渗水槽内水位(低水位)的控制，解决了以往模型箱高低水位差调节复杂、成本高昂的问题。

Description

一种隧道围岩渗流模型试验箱

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程渗流测试装置，尤其涉及一种隧道围岩渗流模型试验箱。

背景技术

渗流模型在很多工程技术和应用科学领域都广泛应用，如土力学、流体力学、地下水动力学、岩体力学、工程地质、给排水工程、隧道工程等技术领域。地下水渗流模型可以用于研究实际工程中的地下水渗流情况，测试不同地质条件下流体的渗流能力、流向、高程差以及对工程的影响，目前应用的地下水渗流模型往往占地面积较大，需要高压水泵来提供较大的水位差，其制作成本高昂，且实验过程中不易组装操作，不便于学生研究使用。因此，如何提供一种占地面积较小、设计简单、成本较低、便于操作的简易隧道围岩地下水渗流模型试验箱，是提高隧道渗流模型试验准确性、科学性的一个重要课题。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种隧道围岩渗流模型试验箱，以解决以往模型箱高低水位差调节复杂、成本高昂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种隧道围岩渗流模型试验箱，包括入渗水槽、沙槽以及出渗水槽，所述入渗水槽上设有第一传动丝杆，所述出渗水槽上设有第二传动丝杆，还包括与所述入渗水槽滑动连接的水箱，所述水箱与所述第一传动丝杆螺旋连接并由其带动相对所述入渗水槽上下运动，所述水箱上设有水箱进水口、水箱溢流口以及与所述入渗水槽底部连通的水箱出水口，所述出渗水槽内设有与其滑动连接的水位调节板，所述水位调节板与所述第二传动丝杆螺旋连接并由其带动相对所述出渗水槽上下运动，所述出渗水槽的底部设有出渗水槽出水口，内部设有一端与所述出渗水槽出水口连通，另一端与所述水位调节板固定连接的出水管。

进一步的，所述水箱上设有第一螺母，所述第一螺母套在所述第一传动丝杆上并由所述第一传动丝杆转动带动所述水箱上下移动，所述水位调节板上设有第二螺母，所述第二螺母套在所述第二传动丝杆上并通过所述第二传动丝杆的带动所述水位调节板上下移动。

进一步的，还包括储水箱，所述储水箱的出水口通过带水泵的水管连接至所述水箱进水口，所述出渗水槽出水口与所述储水箱的进水口连通，所述水箱溢流口通过溢流管与所述储水箱连通。

进一步的，透明箱体的内腔通过第一渗水板以及第二渗水板分隔成所述入渗水槽、沙槽以及出渗水槽。

进一步的，所述第一渗水板以及第二渗水板插装固定在所述透明箱体中。

进一步的，所述透明箱体的底部设有可自锁的万向轮。

进一步的，所述第一渗水板以及第二渗水板上均包覆有纱网。

进一步的，所述第一传动丝杆以及第二传动丝杆上均设有转动手轮。

进一步的，所述入渗水槽的外侧壁上竖直设有两根第一光轴，所述水箱上设有与所述第一光轴滑动配合的第一直线轴承，所述出渗水槽的内侧壁上竖直设有两根第二光轴，所述水位调节板上设有与所述第二光轴滑动配合的第二直线轴承。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该模型试验箱通过第一传动丝杆对水箱的高度进行调节，实现入渗水槽进水水压的调节，从而达到对入渗水槽内水位(高水位)的控制；通过第二传动丝杆调节水位调节板在出渗水槽内的高度，进而实现出渗水槽出水高度的调节，实现出渗水槽内水位(低水位)的控制，解决了以往模型箱高低水位差调节复杂、成本高昂的问题，且操作便捷。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2本实用新型的主视图；

图3本实用新型的左视图；

图4本实用新型的右视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图4，一种隧道围岩渗流模型试验箱，包括入渗水槽1、沙槽2、出渗水槽3以及水箱4，入渗水槽1上设有第一传动丝5杆，出渗水槽2上设有第二传动丝杆6，水箱3与入渗水槽1滑动连接，水箱4上设有第一螺母7，第一螺母7套在第一传动丝杆5并由第一传动丝杆5转动带动水箱4上下移动，水箱4上设有水箱进水口8、水箱溢流口9以及与入渗水槽底部连通的水箱出水口10，出渗水槽3内设有与其滑动连接的水位调节板11，水位调节板11上设有第二螺母12，第二螺母12套在第二传动丝杆6上并通过第二传动丝杆6的带动水位调节板11上下运动，出渗水槽3的底部设有渗水箱出水口13，内部设有一端与渗水箱出水口13连通，另一端与水位调节板11固定连接的出水管14，水箱进水口8通过管道连接外部供水源。本实施例中第一传动丝杆以及第二传动丝杆均采用螺母进行动力传动，实际设计中，也可以直接在水箱4以及水位调节板11上加工出与传动丝杆相配合的螺纹孔，在此不再赘述。

本实施例模型试验箱通过第一传动丝杆5对水箱4的高度进行调节，实现入渗水槽1进水水压的调节，从而达到对入渗水槽1内水位(高水位)的控制；通过第二传动丝杆6调节水位调节板11在出渗水槽3内的高度，进而实现出渗水槽出水高度的调节，实现出渗水槽内水位(低水位)的控制，解决了以往模型箱高低水位差调节复杂、成本高昂的问题，且操作便捷。

需要说明的是，在实际设计中，第一传动丝杆5以及第二传动丝杆6可以采用两电机进行驱动，两电机分别固定在入渗水槽1和出渗水槽3上。当然也可以通过人力进行手动旋转，如本实施例中，第一传动丝杆5以及第二传动丝杆6分别固定安装在入渗水槽1和出渗水槽3上且可相对其作旋转运动，第一传动丝杆5以及第二传动丝杆6的顶端分别伸出入渗水槽1和出渗水槽3与对应的转动手轮20固定连接，通过旋钮转动手轮20即可带动丝杆运动。

可以想到的是，在实际应用中，本实施例模型试验箱还可以包括储水箱15，储水箱15的出水口通过带水泵16的水管连接至水箱进水口8，出渗水槽出水口13通过管道与储水箱15的进水口连通。本实施中，水箱溢流口9通过溢流管17与储水箱15连通，溢流管17通过水箱溢流口9延伸至水箱4一段长度，但不超过水箱4的竖直高度，这样使得水箱4的水充盈且不会溢出，出渗水槽出水口13将水排到储水箱15，同时管道从储水箱15通过水泵16给水箱4补水，从而形成循环回路，实现流体循环使用。

作为本实用新型的一种优选方案，本实施例模型试验箱还包括透明箱体，透明箱体的内腔通过第一渗水板18以及第二渗水板19分隔成顺次连通的入渗水槽1、沙槽2以及出渗水槽3，第一渗水板18以及第二渗水板19上均布有渗透孔并包覆有纱网(图中未示出)，水流从入渗水槽1经第一渗水板18进入沙槽2内，沙槽2内的水经过第二渗水板19进入出渗水槽3内。本实施例，在透明箱体的入渗水槽1模拟高水位，出渗水槽3模拟低水位，沙槽2中填充不同直径的颗粒物以此来模拟不同地质条件下的工地状况，填充区与高低水位区之间用有孔隙的透水板及纱网隔开，在能够使水流顺畅进入模拟区的同时防止填充颗粒物流走。透明箱体结构设计，也方便实验人员在实验过程中实时观测到模型箱内液体的渗流情况，透明箱体可以采用玻璃或透明塑料制作。

具体的，水箱4与入渗水槽2以及水位调节板11与出渗水槽3可以采用滑槽与滑轨进行配合导向，当然也可以采用光轴与直线轴承的方式进行配合导向，如本实施例中，在入渗水槽1的外侧壁上竖直固定设有两根第一光轴21，第一传动丝杆5位于在两根第一光轴21之间，水箱4上设有与第一光轴21滑动配合的第一直线轴承22，出渗水槽3的内侧壁上竖直设有两根第二光轴23，水位调节板11上设有与第二光轴23滑动配合的第二直线轴承24，第二传动丝杆6位于在两根第二光轴23之间，水箱4通过第一传动丝杆5的带动，沿第一光轴21轴向运动，水位调节板11通过第二传动丝杆6的带动沿第二光轴23轴向运动。

为方便透明箱体的移动，在透明箱体底部设有可自锁的万向轮25。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种隧道围岩渗流模型试验箱，包括入渗水槽、沙槽以及出渗水槽，其特征在于：所述入渗水槽上设有第一传动丝杆，所述出渗水槽上设有第二传动丝杆，还包括与所述入渗水槽滑动连接的水箱，所述水箱与所述第一传动丝杆螺旋连接并由其带动相对所述入渗水槽上下运动，所述水箱上设有水箱进水口、水箱溢流口以及与所述入渗水槽底部连通的水箱出水口，所述出渗水槽内设有与其滑动连接的水位调节板，所述水位调节板与所述第二传动丝杆螺旋连接并由其带动相对所述出渗水槽上下运动，所述出渗水槽的底部设有出渗水槽出水口，内部设有一端与所述出渗水槽出水口连通，另一端与所述水位调节板固定连接的出水管；

透明箱体的内腔通过第一渗水板以及第二渗水板分隔成顺次连通的所述入渗水槽、沙槽以及出渗水槽。

2.根据权利要求1所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述水箱上设有第一螺母，所述第一螺母套在所述第一传动丝杆上并由所述第一传动丝杆转动带动所述水箱运动，所述水位调节板上设有第二螺母，所述第二螺母套在所述第二传动丝杆上并通过所述第二传动丝杆的带动所述水位调节板运动。

3.根据权利要求1所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：还包括储水箱，所述储水箱的出水口通过带水泵的水管连接至所述水箱进水口，所述出渗水槽出水口与所述储水箱的进水口连通，所述水箱溢流口通过溢流管与所述储水箱连通。

4.根据权利要求3所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述第一渗水板以及第二渗水板插装固定在所述透明箱体中。

5.根据权利要求4所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述透明箱体的底部设有可自锁的万向轮。

6.根据权利要求4所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述第一渗水板以及第二渗水板上均包覆有纱网。

7.根据权利要求1所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述第一传动丝杆以及第二传动丝杆上均设有转动手轮。

8.根据权利要求1-7任一项所述的隧道围岩渗流模型试验箱，其特征在于：所述入渗水槽的外侧壁上竖直设有两根第一光轴，所述水箱上设有与所述第一光轴滑动配合的第一直线轴承，所述出渗水槽的内侧壁上竖直设有两根第二光轴，所述水位调节板上设有与所述第二光轴滑动配合的第二直线轴承。