本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種用于離心模型的降雨模擬裝置，其包括，設(shè)置在所述離心模型上方的均布有0.5mm小孔的降雨板，所述降雨板與所述離心模型頂面的距離小于10mm，所述降雨板上方設(shè)置有至少一個安裝梁，所述安裝梁上設(shè)置有多個矩形噴嘴7，所述供水接頭上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭通過軟管與所述矩形噴嘴連接，所述矩形噴嘴為直射式壓力型霧化噴嘴。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種使用該降雨模擬裝置的降雨模擬方法。本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種用于離心模型的降雨模擬方法及其裝置，保障了離心模型的降雨區(qū)域的雨量均勻性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種雨量的精確模擬。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于離心模型的降雨模擬方法及其裝置
[0001 ] 本專利技術(shù)涉及一種用于離心模型的模擬試驗方法及其裝置，尤其是一種可在土工離心機高速旋轉(zhuǎn)運行環(huán)境的土工離心試驗中，對離心模型進(jìn)行模擬降雨的模擬方法及其裝置。
技術(shù)介紹
離心模擬技術(shù)是研究巖土工程的重要手段之一，其利用土工離心機高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力模擬重力，在Ng條件下，利用小尺寸離心模型的應(yīng)力、應(yīng)變與原型相同或相似的特性，研究巖土工程相關(guān)問題的應(yīng)力和變形規(guī)律。在巖土工程研究中，降雨及其滲透對巖土結(jié)構(gòu)具有很大影響，但是，如何在離心模型試驗環(huán)境中模擬降雨一直未能得到很好的解決。 《巖土工程學(xué)報》2010年6月第6期中《離心場中邊坡降雨模擬系統(tǒng)的研制與應(yīng)用》一文公開了一種離心場降雨模擬系統(tǒng)，其包括三個子系統(tǒng):供水加壓系統(tǒng)、降雨器、模型箱及防風(fēng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)必須要事先在降雨器內(nèi)保持一定的水量才能確保降雨區(qū)域的雨量均勻性，因此就比較難控制獲得較為精確的降雨量模擬。 中國專利CN203108697U公開了一種用于土工離心模型試驗的降雨裝置，其結(jié)構(gòu)較為簡單，但當(dāng)離心機以高g值(例如50g以上)加速度運行時，由于水體受離心機影響很大，因此，該降雨裝置不能很好的保障降雨區(qū)域的雨量均勻性，也就難以控制獲得較為精確的降雨量模擬。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種用于離心模型的降雨模擬方法及其裝置，以減少或避免前面所提到的問題。 具體來說，本專利技術(shù)提供了一種用于離心模型的降雨模擬方法，所述離心模型運行在Ng環(huán)境，所述離心模型放置于一個模型箱內(nèi)，所述模型箱放置于土工離心機的吊籃中，在所述土工離心機外設(shè)置有一個可加壓的供水箱，從所述離心機轉(zhuǎn)臂伸出有一個用于從所述供水箱引水的供水接頭，所述模型箱在所述離心模型上方設(shè)置有一個的均布有0.5mm小孔的降雨板，所述降雨板與所述離心模型頂面的距離小于10mm，所述降雨板通過“Z”形耳片固定在所述模型箱上，所述降雨板上方設(shè)置有至少一個安裝梁，所述安裝梁上設(shè)置有多個矩形噴嘴，所述供水接頭上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭通過軟管與所述矩形噴嘴連接，所述矩形噴嘴為直射式壓力型霧化噴嘴，所述降雨模擬方法包括如下步驟: 步驟A，在放置所述離心模型之前，根據(jù)所述離心模型的高度，將所述降雨板裝配工作位，在所述安裝梁上設(shè)置一個所述矩形噴嘴，將一對多的所述轉(zhuǎn)接頭連接所述矩形噴嘴，并將所述轉(zhuǎn)接頭的其他接口堵塞，在所述降雨板上鋪放一張濾紙，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，測量所述濾紙上的噴淋區(qū)域尺寸， 步驟B，根據(jù)步驟A獲得的所述矩形噴嘴的噴淋區(qū)域尺寸，將所述降雨板從所述模型箱取下，在所述安裝梁上設(shè)置多個所述矩形噴嘴，將所述轉(zhuǎn)接頭連接多個所述矩形噴嘴，使所述矩形噴嘴噴淋到所述降雨板上的噴淋區(qū)域相互重疊并覆蓋所述降雨板上需要進(jìn)行降雨的區(qū)域，同一根所述安裝梁6上的相鄰的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為1mm，相鄰的所述安裝梁上對應(yīng)的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為2mm，并堵塞其他的接口， 步驟C，將所述離心模型放入所述模型箱，并將所述降雨板裝配在所述模型箱上方，使所述降雨板位于所述離心模型上方，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得步驟B中安裝的所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，從而實現(xiàn)對所述離心模型的降雨模擬試驗。 優(yōu)選地，在步驟B中，當(dāng)所述離心模型尺寸較小，需要進(jìn)行降雨的區(qū)域較小時，在所述模型箱上固定連接對稱的所述“L”形隔離架，并通過所述“L”形隔離架夾持用于分隔所述降雨板的區(qū)域的隔離板，從而實現(xiàn)所述降雨板上需要進(jìn)行降雨的區(qū)域的隔離。 優(yōu)選地，在步驟C中，在所述降雨板上方鋪放1-3層土工織布。 優(yōu)選地，所述降雨板上的小孔為多列，相鄰的兩列小孔之間的孔中心間距為2mm，每列小孔中相鄰的小孔之間的孔中心間距為1mm。 優(yōu)選地，相鄰的兩列小孔之間設(shè)置有寬度為1_，深度為1_的凹槽。 本專利技術(shù)還提供了一種用于上述方法的降雨模擬裝置，其包括，一個設(shè)置在所述土工離心機外的可加壓的供水箱，一個從所述離心機轉(zhuǎn)臂伸出用于從所述供水箱引水的供水接頭，一個設(shè)置在所述離心模型上方的均布有0.5mm小孔的降雨板，所述降雨板與所述離心模型頂面的距離小于10mm，所述降雨板通過“Z”形耳片固定在所述模型箱上，所述降雨板上方設(shè)置有至少一個安裝梁，所述安裝梁上設(shè)置有多個矩形噴嘴7，所述供水接頭上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭通過軟管與所述矩形噴嘴連接，所述矩形噴嘴為直射式壓力型霧化噴嘴。 優(yōu)選地，所述模型箱上固定連接有對稱的“L”形隔離架，所述“L”形隔離架夾持有用于分隔所述降雨板的區(qū)域的隔離板，所述“L”形隔離架上夾持有用于分隔所述降雨板的區(qū)域的隔離板。 優(yōu)選地，所述降雨板上鋪放有1-3層土工織布。 優(yōu)選地，所述降雨板上的小孔為多列，相鄰的兩列小孔之間的孔中心間距為2mm，每列小孔中相鄰的小孔之間的孔中心間距為1mm。 優(yōu)選地，相鄰的兩列小孔之間設(shè)置有寬度為1_，深度為1_的凹槽。 本專利技術(shù)提出了一種用于離心模型的降雨模擬方法及其裝置，通過使用矩形霧化噴嘴，實現(xiàn)對降雨區(qū)域的均勻覆蓋，通過設(shè)置降雨板，實現(xiàn)對水體的緩沖，避免水體對離心模型造成直接的沖擊損壞，從而保障了離心模型的降雨區(qū)域的雨量均勻性，通過離心機外的可加壓的供水箱實現(xiàn)對所述矩形霧化噴嘴的流量控制，從而實現(xiàn)多種雨量的精確模擬。 【附圖說明】 以下附圖僅旨在于對本專利技術(shù)做示意性說明和解釋，并不限定本專利技術(shù)的范圍。其中， 圖1顯示的是根據(jù)本專利技術(shù)的一個具體實施例的一種用于離心模型的降雨模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2顯示的是圖1中的部分結(jié)構(gòu)立體分解示意圖； 圖3顯示的是圖2的隔離架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4顯示的是圖3的隔離架所夾持的隔離板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5顯示的是圖2的C處局部放大示意圖； 圖6顯示的是根據(jù)本專利技術(shù)的另一個具體實施例的圖2的C處局部放大示意圖； 圖7為圖1的多個矩形噴嘴的噴淋區(qū)域示意圖。 【具體實施方式】 為了對本專利技術(shù)的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本專利技術(shù)的【具體實施方式】。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號。 圖1顯示的是根據(jù)本專利技術(shù)的一個具體實施例的一種用于離心模型的降雨模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示的是圖1中的部分結(jié)構(gòu)立體分解示意圖；圖5顯示的是圖2的C處局部放大示意圖；圖1中虛線為水流示意，為了便于圖形表述，圖2只顯示了圖1中的部分結(jié)構(gòu)的立體分解示意圖。 參見圖1、2、5所示，本專利技術(shù)提供了一種用于離心模型的降雨模擬裝置，所述離心模型I運行在Ng環(huán)境，所述離心模型I放置于一個模型箱2內(nèi)，所述模型箱2放置于土工離心機的吊籃3中，其包括，一個設(shè)置在所述土工離心機外的可加壓的供水箱4，一個從所述離心機轉(zhuǎn)臂伸出用于從所述供水箱4引水的供水接頭31，一個設(shè)置在所述離心模型I上方的均布有0.5mm小孔的降雨板5，所述降雨板5與所述離心模型I頂面的距離小于10mm，所述降雨板5通過“Z”形耳片21固定在所述模型箱2上，所述降雨板5上方設(shè)置有至少一個安裝梁6，所述安裝梁6上設(shè)置有多個矩形噴嘴7，所述供水接頭31上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭32，所述轉(zhuǎn)接頭本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于離心模型的降雨模擬方法，所述離心模型運行在Ng環(huán)境，所述離心模型放置于一個模型箱內(nèi)，所述模型箱放置于土工離心機的吊籃中，在所述土工離心機外設(shè)置有一個可加壓的供水箱，從所述離心機轉(zhuǎn)臂伸出有一個用于從所述供水箱引水的供水接頭，所述模型箱在所述離心模型上方設(shè)置有一個的均布有0.5mm小孔的降雨板，所述降雨板與所述離心模型頂面的距離小于10mm，所述降雨板通過“Z”形耳片固定在所述模型箱上，所述降雨板上方設(shè)置有至少一個安裝梁，所述安裝梁上設(shè)置有多個矩形噴嘴，所述供水接頭上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭通過軟管與所述矩形噴嘴連接，所述矩形噴嘴為直射式壓力型霧化噴嘴，所述降雨模擬方法包括如下步驟：步驟A，在放置所述離心模型之前，根據(jù)所述離心模型的高度，將所述降雨板裝配工作位，在所述安裝梁上設(shè)置一個所述矩形噴嘴，將一對多的所述轉(zhuǎn)接頭連接所述矩形噴嘴，并將所述轉(zhuǎn)接頭的其他接口堵塞，在所述降雨板上鋪放一張濾紙，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，測量所述濾紙上的噴淋區(qū)域尺寸，步驟B，根據(jù)步驟A獲得的所述矩形噴嘴的噴淋區(qū)域尺寸，將所述降雨板從所述模型箱取下，在所述安裝梁上設(shè)置多個所述矩形噴嘴，將所述轉(zhuǎn)接頭連接多個所述矩形噴嘴，使所述矩形噴嘴噴淋到所述降雨板上的噴淋區(qū)域相互重疊并覆蓋所述降雨板上需要進(jìn)行降雨的區(qū)域，同一根所述安裝梁6上的相鄰的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為1mm，相鄰的所述安裝梁上對應(yīng)的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為2mm，并堵塞其他的接口，步驟C，將所述離心模型放入所述模型箱，并將所述降雨板裝配在所述模型箱上方，使所述降雨板位于所述離心模型上方，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得步驟B中安裝的所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，從而實現(xiàn)對所述離心模型的降雨模擬試驗。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于離心模型的降雨模擬方法，所述離心模型運行在Ng環(huán)境，所述離心模型放置于一個模型箱內(nèi)，所述模型箱放置于土工離心機的吊籃中，在所述土工離心機外設(shè)置有一個可加壓的供水箱，從所述離心機轉(zhuǎn)臂伸出有一個用于從所述供水箱引水的供水接頭，所述模型箱在所述離心模型上方設(shè)置有一個的均布有0.5mm小孔的降雨板，所述降雨板與所述離心模型頂面的距離小于10mm，所述降雨板通過“Z”形耳片固定在所述模型箱上，所述降雨板上方設(shè)置有至少一個安裝梁，所述安裝梁上設(shè)置有多個矩形噴嘴，所述供水接頭上連接有一個一對多的轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭通過軟管與所述矩形噴嘴連接，所述矩形噴嘴為直射式壓力型霧化噴嘴，所述降雨模擬方法包括如下步驟: 步驟A，在放置所述離心模型之前，根據(jù)所述離心模型的高度，將所述降雨板裝配工作位，在所述安裝梁上設(shè)置一個所述矩形噴嘴，將一對多的所述轉(zhuǎn)接頭連接所述矩形噴嘴，并將所述轉(zhuǎn)接頭的其他接口堵塞，在所述降雨板上鋪放一張濾紙，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，測量所述濾紙上的噴淋區(qū)域尺寸， 步驟B，根據(jù)步驟A獲得的所述矩形噴嘴的噴淋區(qū)域尺寸，將所述降雨板從所述模型箱取下，在所述安裝梁上設(shè)置多個所述矩形噴嘴，將所述轉(zhuǎn)接頭連接多個所述矩形噴嘴，使所述矩形噴嘴噴淋到所述降雨板上的噴淋區(qū)域相互重疊并覆蓋所述降雨板上需要進(jìn)行降雨的區(qū)域，同一根所述安裝梁6上的相鄰的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為1mm，相鄰的所述安裝梁上對應(yīng)的所述矩形噴嘴的所述噴淋區(qū)域的重疊寬度為2mm，并堵塞其他的接口， 步驟C，將所述離心模型放入所述模型箱，并將所述降雨板裝配在所述模型箱上方，使所述降雨板位于所述離心模型上方，使土工離心機運行在Ng環(huán)境，對所述供水箱施加壓力，使得步驟B中安裝的所述矩形噴嘴進(jìn)行噴淋，從而實現(xiàn)對所述離心模型的降雨模擬試驗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟B中，當(dāng)所述離心模型尺寸較小...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯瑜京，張雪東，彭仁，王存，
申請(專利權(quán))人：中國水利水電科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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