本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，更具體的說(shuō)是涉及一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

為了模擬水閘的泄水，現(xiàn)有技術(shù)中存在著很多這種模擬試下裝置，但常常這種實(shí)驗(yàn)裝置只能用于參觀和初步了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原理。難以從實(shí)驗(yàn)裝置中取得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的設(shè)備中常常只能測(cè)試一種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性不高，并且不能針對(duì)不同狀態(tài)的水流、壓力以及滲透率進(jìn)行反復(fù)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使實(shí)驗(yàn)裝置的使用范圍受到了限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解閘孔出流、閘下消能和閘基滲流，還能進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試的水閘實(shí)驗(yàn)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置，包括水閘模型、地基土層和地下水庫(kù)箱體，且三者從上至下依次設(shè)置；水閘模型包括閘室，閘室內(nèi)設(shè)有進(jìn)水箱、閘門(mén)和出水箱，閘門(mén)設(shè)置在進(jìn)水箱和出水箱之間，閘門(mén)頂部設(shè)有控制閘門(mén)的啟閉機(jī)，閘門(mén)的側(cè)面設(shè)有應(yīng)變片，進(jìn)水箱與閘門(mén)之間設(shè)有穩(wěn)水柵；出水箱與地下水庫(kù)箱體之間設(shè)有連通兩者的出水管，出水管上設(shè)有控制水流的第一閥門(mén)；地下水庫(kù)底部挖設(shè)有集水坑，閘室上設(shè)有用于水循環(huán)的進(jìn)水管，進(jìn)水管從進(jìn)水箱穿出到閘室外部，并插入到集水坑上方，進(jìn)水管靠近集水坑的一端設(shè)有促進(jìn)水循環(huán)的潛水泵；閘室底板上設(shè)有向下傾斜的坡板，坡板設(shè)置在閘門(mén)和出水箱之間且靠近閘門(mén)設(shè)置，坡板與閘室為一體設(shè)置，閘室底板上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)間隔設(shè)置的出水孔，出水孔連通閘室和地基土層，出水孔設(shè)置在坡板和出水箱之間且靠近坡板設(shè)置；地基土層內(nèi)埋設(shè)有若干個(gè)滲透壓力計(jì)和若干個(gè)揚(yáng)壓力計(jì)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，地基土層內(nèi)設(shè)有可拆卸的板樁，板樁設(shè)置在進(jìn)水箱和閘門(mén)之間的下方且靠近閘門(mén)設(shè)置。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，滲透壓力計(jì)和揚(yáng)壓力計(jì)分別為兩個(gè)，一個(gè)滲透壓力計(jì)和一個(gè)揚(yáng)壓力計(jì)為一組，一組設(shè)置在出水孔和出水箱之間的下方，另一組設(shè)置在坡板和閘門(mén)之間的下方。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，閘室下方設(shè)有四個(gè)擋土隔板，四個(gè)擋土隔板與閘室和地下水庫(kù)箱體形成一個(gè)封閉的空間，空間包裹住地基土層。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)水管內(nèi)設(shè)有電磁流量計(jì)和防止進(jìn)水箱內(nèi)的水倒流的第二閥門(mén)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，地基土層內(nèi)設(shè)有若干根連接閘室底板和地下水庫(kù)箱體的固定支撐桿。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，閘室的兩側(cè)均設(shè)有若干個(gè)支撐隔板，支撐隔板的截面呈梯形，支撐隔板一側(cè)與閘室固定連接，下方與地基土層固定連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，地基土層內(nèi)的土為粉砂土。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)水孔的形狀為梅花形。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)水管的材料為聚乙烯，水閘模型以有機(jī)板為材料，地下水庫(kù)箱體的材料為304不銹鋼。

本實(shí)用新型的有益效果，潛水泵的設(shè)置以及連接進(jìn)水箱和地下水庫(kù)箱體的進(jìn)水管的設(shè)置，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的水能夠進(jìn)行循環(huán)，做到節(jié)約用水的效果，當(dāng)潛水泵將地下水庫(kù)箱體內(nèi)的水抽到進(jìn)水箱內(nèi)，觀察閘門(mén)上的應(yīng)力片取得的數(shù)據(jù)，判斷是否啟動(dòng)啟閉機(jī)打開(kāi)閘門(mén)，當(dāng)閘門(mén)打開(kāi)后，水從進(jìn)水箱流出，由于閘門(mén)和進(jìn)水箱之間設(shè)有穩(wěn)水柵，使得在不論是否打開(kāi)閘門(mén)的前提下，能夠盡可能減少抽到進(jìn)水箱內(nèi)的水的沖力對(duì)應(yīng)力片和閘門(mén)的影響。閘門(mén)打開(kāi)后，水流模擬從一個(gè)上游流到下游，傾斜的坡板模擬了上下游的過(guò)度，當(dāng)水進(jìn)過(guò)坡板后便會(huì)流到平地后，水開(kāi)始滲透到地下，而出水孔的設(shè)置便是模擬滲水環(huán)節(jié)。當(dāng)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程后，出水箱內(nèi)會(huì)存在很多積水，為了能夠進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)出水管將閘室內(nèi)的水排到地下水庫(kù)箱體內(nèi)。不僅起到排水作用，還節(jié)約用水。滲透壓力計(jì)和揚(yáng)壓力計(jì)的存在能夠測(cè)試和計(jì)算水滲透后的壓力，還能測(cè)試上下游的滲透壓。通過(guò)打開(kāi)閘門(mén)的大小，測(cè)試不同閘流量的時(shí)候，下游的水位狀態(tài)、水流流態(tài)和滲透速度。

附圖說(shuō)明

圖1為一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置的縱剖視圖；

圖2為一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖；

圖3為一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖所給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述。

參照?qǐng)D1至3所示，本實(shí)施例的一種水閘實(shí)驗(yàn)裝置，包括水閘模型、地基土層2和地下水庫(kù)箱體3，且三者從上至下依次設(shè)置；水閘模型包括閘室1，閘室1內(nèi)設(shè)有進(jìn)水箱11、閘門(mén)13和出水箱12，閘門(mén)13設(shè)置在進(jìn)水箱11和出水箱12之間，閘門(mén)13頂部設(shè)有控制閘門(mén)13的啟閉機(jī)131，閘門(mén)13的側(cè)面設(shè)有應(yīng)變片，進(jìn)水箱11與閘門(mén)13之間設(shè)有穩(wěn)水柵41；出水箱12與地下水庫(kù)箱體3之間設(shè)有連通兩者的出水管15，出水管15上設(shè)有控制水流的第一閥門(mén)151；地下水庫(kù)底部挖設(shè)有集水坑31，閘室1上設(shè)有用于水循環(huán)的進(jìn)水管14，進(jìn)水管14從進(jìn)水箱11穿出到閘室1外部，并插入到集水坑31上方，進(jìn)水管14開(kāi)進(jìn)集水坑31的一端設(shè)有促進(jìn)水循環(huán)的潛水泵；閘室1底板上設(shè)有向下傾斜的坡板16，坡板16設(shè)置在閘門(mén)13和出水箱12之間且靠近閘門(mén)13設(shè)置，坡板16與閘室1為一體設(shè)置，閘室1底板上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)間隔設(shè)置的出水孔17，出水孔17連通閘室1和地基土層2，出水孔17設(shè)置在坡板16和出水箱12之間且靠近坡板16設(shè)置；地基土層2內(nèi)埋設(shè)有若干個(gè)滲透壓力計(jì)24和若干個(gè)揚(yáng)壓力計(jì)25。潛水泵的設(shè)置以及連接進(jìn)水箱11和地下水庫(kù)箱體3的進(jìn)水管14的設(shè)置，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的水能夠進(jìn)行循環(huán)，做到節(jié)約用水的效果，當(dāng)潛水泵將地下水庫(kù)箱體3內(nèi)的水抽到進(jìn)水箱11內(nèi)，觀察閘門(mén)13上的應(yīng)力片取得的數(shù)據(jù)，判斷是否啟動(dòng)啟閉機(jī)131打開(kāi)閘門(mén)13，當(dāng)閘門(mén)13打開(kāi)后，水從進(jìn)水箱11流出，由于閘門(mén)13和進(jìn)水箱11之間設(shè)有穩(wěn)水柵41，使得在不論是否打開(kāi)閘門(mén)13的前提下，能夠盡可能減少抽到進(jìn)水箱11內(nèi)的水的沖力對(duì)應(yīng)力片和閘門(mén)13的影響。閘門(mén)13打開(kāi)后，水流模擬從一個(gè)上游流到下游，傾斜的坡板16模擬了上下游的過(guò)度，當(dāng)水進(jìn)過(guò)坡板16后便會(huì)流到平地后，水開(kāi)始滲透到地下，而出水孔17的設(shè)置便是模擬滲水環(huán)節(jié)。當(dāng)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程后，出水箱12內(nèi)會(huì)存在很多積水，為了能夠進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)出水管15將閘室1內(nèi)的水排到地下水庫(kù)箱體3內(nèi)。不僅起到排水作用，還節(jié)約用水。滲透壓力計(jì)24和揚(yáng)壓力計(jì)25的存在能夠測(cè)試和計(jì)算水滲透后的壓力，還能測(cè)試上下游的滲透壓。通過(guò)打開(kāi)閘門(mén)13的大小，測(cè)試不同閘流量的時(shí)候，上下游的水位狀態(tài)、水流流態(tài)和滲透速度。再根據(jù)閘門(mén)13開(kāi)度，測(cè)定固定上游水位時(shí)對(duì)應(yīng)的下流水位和流量，最終確定開(kāi)度-流量-水位的關(guān)系曲線。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，地基土層2內(nèi)設(shè)有可拆卸的板樁21，板樁21設(shè)置在進(jìn)水箱11和閘門(mén)13之間的下方且靠近閘門(mén)13設(shè)置。板樁21的存在防止?jié)B壓對(duì)閘門(mén)13結(jié)構(gòu)的滲流破壞，保證閘門(mén)13的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于板樁21的可拆卸，可以測(cè)試在有無(wú)板樁21的兩個(gè)不同情況下，同一位置的滲透壓力的變化情況以及不同位置的滲透壓力的變化情況。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，滲透壓力計(jì)24和揚(yáng)壓力計(jì)25分別為兩個(gè)，一個(gè)滲透壓力計(jì)24和一個(gè)揚(yáng)壓力計(jì)25為一組，一組設(shè)置在出水孔17和出水箱12之間的下方，另一組設(shè)置在坡板16和閘門(mén)13之間的下方。兩個(gè)放置位置即模擬實(shí)驗(yàn)中的上游和下游的位置，通過(guò)兩個(gè)滲透壓力計(jì)24和兩個(gè)揚(yáng)壓力計(jì)25的數(shù)據(jù)，了解上下游的滲透壓的數(shù)據(jù)。并可以在有無(wú)設(shè)置板樁21的不同情況下，了解上下游的滲透壓的數(shù)據(jù)的變化。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，閘室下方設(shè)有四個(gè)擋土隔板23，四個(gè)擋土隔板23與閘室1和地下水庫(kù)箱體3形成一個(gè)封閉的空間，空間包裹住地基土層2。擋土隔板23的設(shè)置，不僅節(jié)約了整個(gè)設(shè)備的使用材料，也盡可能的模擬土地滲水狀態(tài)后的形態(tài)以及防止沙土流失。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，進(jìn)水管14內(nèi)設(shè)有電磁流量計(jì)和防止進(jìn)水箱11內(nèi)的水倒流的第二閥門(mén)141。通過(guò)電磁流量計(jì)控制進(jìn)水管14內(nèi)的水流流速，模擬以及控制開(kāi)閘門(mén)13前水流聚集的速度和水位高度，并通過(guò)閘門(mén)13上的應(yīng)變片觀察閘門(mén)13的應(yīng)變情況。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，地基土層2內(nèi)設(shè)有若干根連接閘室1底板和地下水庫(kù)箱體3的固定支撐桿22。防止擋土隔片223的強(qiáng)度不夠，固定支撐桿22的存在使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，防止在閘室1充滿水的情況下，地基土層2承受不了壓力而崩壞。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，閘室1的兩側(cè)均設(shè)有若干個(gè)支撐隔板4，支撐隔板4的截面呈梯形，支撐隔板4一側(cè)與閘室1固定連接，下方與地基土層2固定連接。使整個(gè)閘室1與地基土層2的連接結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中整體結(jié)構(gòu)也更加的穩(wěn)定。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，地基土層2內(nèi)的土為粉砂土。粉砂土較為接近生活中的圖，使測(cè)試滲透壓的時(shí)候測(cè)得的數(shù)據(jù)更加的進(jìn)準(zhǔn)

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，出水孔17形狀呈梅花形。梅花形的出水孔17，使得滲水能力好，防止水不能滲下，無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，進(jìn)水管14的材料為聚乙烯。聚乙烯材料價(jià)格不貴，節(jié)約成本，且強(qiáng)度和耐腐蝕性都很好。水閘模型以有機(jī)板為材料，地下水庫(kù)箱體3的材料為304不銹鋼。304不銹鋼耐腐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度、機(jī)械性能良好。深沖壓、彎曲等常溫加工性能較好，熱處理后不會(huì)硬化。

綜上，水閘實(shí)驗(yàn)裝置貼近現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)水管14、出水管12、潛水泵以及地下水庫(kù)箱體3的設(shè)置使得實(shí)驗(yàn)裝置整體的水能夠被循環(huán)利用，起到了節(jié)約用水的效果。穩(wěn)水柵41使進(jìn)水箱11內(nèi)的水保持穩(wěn)定，盡可能不受進(jìn)水管14的水流的影響。閘門(mén)13上的應(yīng)力片的設(shè)置能夠使實(shí)驗(yàn)者針對(duì)不同的水位，進(jìn)行觀察紀(jì)錄閘門(mén)13和閘室1底板的應(yīng)變情況。出水孔17模擬水滲透到地底的過(guò)程，地基土層2內(nèi)不同位置設(shè)有的滲透壓力計(jì)24和揚(yáng)壓力計(jì)25，能夠觀察在不同水位、不同流速，以及不同位置的情況下，滲壓的數(shù)據(jù)以及變化情況。根據(jù)閘門(mén)13開(kāi)度，測(cè)定固定上游水位時(shí)對(duì)應(yīng)的下流水位和流量，最終確定開(kāi)度-流量-水位的關(guān)系曲線。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。