專利名稱：一種堤壩三維滲流場導(dǎo)電液試驗?zāi)Ｐ椭谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電液試驗?zāi)Ｐ椭谱鞣椒?，特別涉及一種用于堤壩三維滲流 場研究的導(dǎo)電液試驗?zāi)Ｐ椭谱鞣椒ā?
背景技術(shù)：
利用導(dǎo)電液模擬技術(shù)研究堤壩三維滲流場問題是常用的基本手段之一 。過去 由于受到模型材料、制作方法、量測技術(shù)等條件限制，試驗?zāi)Ｐ筒捎玫怪?、分割?傾臥等制作方法，以方便量測點布置和數(shù)據(jù)釆集。這些模型的共同缺陷是為了適 應(yīng)量測要求，而不得不把原型在大地坐標中作不同程度空間旋轉(zhuǎn)，因而，只能模 擬不透水邊界或不均勻?qū)臃纸缑嫘螤钜?guī)則、簡單的堤壩結(jié)構(gòu)，無法用其研究大量 的幾何形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的堤壩三維滲流場問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對原有導(dǎo)電液模型的使用缺陷，開發(fā)一種不需旋轉(zhuǎn)，可以適應(yīng)復(fù)雜 邊界、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及多點信息自動測量的模型及其制作方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是對原型不作任何諸如旋轉(zhuǎn)、分割等改變，完全按實際 幾何狀態(tài)以適當比例制作模型。
1) 地形形狀制作。根據(jù)模型比尺，選擇大小適宜的正方形網(wǎng)格控制堤壩所 在位置自然地形。用木質(zhì)板材制成地形縱、橫控制斷面板，相叉組裝成與實際地 形完全相似的地形框架。用具有一定變形能力的絕緣材料覆于地形框架上，形成 完整的地形連續(xù)面。
2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)制作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要指模擬不同滲透性能具有不同導(dǎo)電強度的 導(dǎo)電液分區(qū)。選擇不導(dǎo)電材料，按導(dǎo)電液各區(qū)分界面形狀制成隔液板，在其上按 一定密度鑲嵌可連接各分區(qū)電場的細銅絲，安放在相應(yīng)位置。
3) 模型上部蓋板制作。它的主要作用是正面固定多點量測傳感器和作為模 型高程測試基準面，反面用軟質(zhì)絕緣材料模擬浸潤面、設(shè)止水圈。為了方便滲透 浸潤面修刮，提高調(diào)整其高程的控制精度，上部蓋板做成可翻轉(zhuǎn)式，即試驗時， 此板反面朝下，壓蓋在地形上；修刮時，將其提起與地形分離。蓋板正面形式可 采用階梯型和邊坡型兩種。在測試水平面或傾斜面上，可隨意布置測試浸潤面電 壓和高程信息的測點傳感器。4)防漏圈制作。防漏圈用條狀不透水軟質(zhì)材料制作，它是蓋板下壓地形， 形成試驗?zāi)Ｐ秃?，連接蓋板反面不規(guī)則浸潤面和不規(guī)則地形面，防止模型導(dǎo)電液 外漏、電場信號失真的重要部件。 本發(fā)明的優(yōu)點和效果-
1) 改變了傳統(tǒng)堤壩三維滲流場導(dǎo)電液模擬試驗?zāi)Ｐ偷闹谱髂Ｊ?，使制作?模型直觀性強、實用面大；
2) 通過上蓋板進行測點和三維浸潤面布置，解決了傳統(tǒng)模型需穿越內(nèi)部結(jié) 構(gòu)，采集浸潤面高程和位勢信息的缺陷；
3) 保證了模型導(dǎo)電液不滲漏和模型電場不失真；
4) 模型制作模式的改變，為利用現(xiàn)代信息自動采集技術(shù)，進行模型數(shù)據(jù)快 速收集、分析、反饋，縮短試驗周期提供了可能，也提高了試驗精度。


附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中
1. 地形縱橫隔板
2. 地形表面
3. 隔液板
4. 上部蓋板
5. 上部蓋板正面
6. 感應(yīng)器放置孔
7. 輕質(zhì)泡沫材料
8. 橡皮泥
9. 浸潤面
10. 感應(yīng)測桿
11. 防漏圈
12. 導(dǎo)電液l
13. 導(dǎo)電液2 具體實施例
1)構(gòu)建地形形狀格板①(用木質(zhì)板材制作)上部按地形坐標切割，下面取 統(tǒng)一基底坐標。分別在縱向格板上部和橫向格板下部抽槽后，將縱橫向格板相互對槽嵌插，形成整體網(wǎng)格地形格板；覆蓋在地形格板上的地形覆蓋面②選擇絕緣 軟布質(zhì)材料，用環(huán)氧樹脂液浸泡后，覆于地形格板上。覆蓋時，應(yīng)使每個網(wǎng)格表 面平整光滑，避免樹脂液在凹地處積留成塊。
2) 隔液板③用約5ram有機玻璃板材制成，其上按一定密度鉆打梅花型排列 lrara直徑小孔，孔中嵌入導(dǎo)電銅絲，兩端與有機玻璃板表面齊平，并注入氯肪液 固定，之后用細紗紙打磨使導(dǎo)電銅絲完全裸露。根據(jù)隔液板放置位置，將其周遍 裁剪成與地形或其它構(gòu)筑物吻合接觸形狀，并用橡皮泥粘合。
隔液板結(jié)構(gòu)制作要點隔液板應(yīng)保證分區(qū)界面上的細銅絲只導(dǎo)電不漏液，隔 液板周邊用絕緣粘劑做好與地形、其他內(nèi)部構(gòu)筑物的密封連接。堤壩內(nèi)其他構(gòu)筑 物(如涵管、水平垂直排水設(shè)施等)，只要按照導(dǎo)電液模擬試驗和設(shè)計要求制作 按置即可。
3) 上部蓋板④一端用絞孔與地形相連，蓋板正面⑤用有機玻璃板材(厚約 15mm)制作，其上根據(jù)測量需要鉆取感應(yīng)器放置孔⑥(直徑約5mm)，該面板要 求平整，不易變形。反面沿邊坡外側(cè)用輕質(zhì)泡沫材料⑦充填，內(nèi)側(cè)用一定厚度橡 皮泥⑧按試驗要求鋪填成浸潤面形狀，各感應(yīng)器測桿⑩穿過充填層和橡皮泥至浸 潤面⑨處。
上部蓋板制作要點因蓋板承載多種試驗材料和傳感器，且又需重復(fù)翻轉(zhuǎn)， 因此，蓋板結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定抗扭、抗彎剛度，重量也應(yīng)輕巧。應(yīng)做好模擬浸潤面的 軟質(zhì)絕緣材料與蓋板的粘附，以防試驗時軟質(zhì)絕緣材料脫落。蓋板正面盡可能不 制成傾斜面，盡管這種形式真實感和直觀性強，但對布置傳感器不方便，且加工 和安裝難度也大。根據(jù)模型規(guī)模和試驗需要，上部蓋板可選用階梯型或邊坡型。 階梯型即選擇幾個堤壩下游坡面高度，向坡外延伸，制作成幾個階梯狀測試水平 面；邊坡型即根據(jù)堤壩下游邊坡實際形狀進行外形制作成測試傾斜面。在測試水 平面或傾斜面上，可隨意布置測試浸潤面電壓和高程信息的測點傳感器。測點傳 感器具有兩大功能， 一是利用傳感器穿入蓋板至浸潤面位置的感應(yīng)端頭，采集傳 遞浸潤面位置電場位勢信號；二是利用裸露在測試平面或斜面上的傳感器長度， 推算出每個傳感器對應(yīng)點的浸潤面位置高程。
4) 防漏圈0)用約3-5cm寬的條狀不透水軟質(zhì)材料制作，外表涂抹一定量凡 士靈后，鋪放在浸潤面上，通過上蓋板自然壓重，形成與地形面相交的防漏圈。防漏圈制作要點防漏圈應(yīng)選用具有很好彈性的泡沫海綿材料，能夠適應(yīng)多 次重復(fù)的受壓而恢復(fù)變形試驗過程；在防漏圈材料外側(cè)涂抹凡士靈，以防漏水， 其數(shù)量以壓蓋后不被擠入模型溶液中為準。防漏圈位置選擇在浸潤面和地形面交 界處，安放后要進行蓋板壓后密封效果注水試驗。因防漏圈位置會隨試驗條件改 變而發(fā)生移動，因此，絕不能用強粘材料將防漏圈與浸潤面粘貼。
權(quán)利要求
1. 一種堤壩三維滲流場導(dǎo)電液試驗?zāi)Ｐ椭谱鞣椒?，所述模型由地形形狀格板、地形覆蓋面、隔液板、上部蓋板和防漏圈組成，其特征是1)地形形狀格板用木質(zhì)板材制作，將縱橫向格板相互對槽嵌插，形成整體網(wǎng)格地形格板，其上用環(huán)氧樹脂液浸泡的絕緣軟布質(zhì)材料覆蓋形成地形覆蓋面；2)用約5mm有機玻璃制作隔液板，其上按一定密度鉆打梅花型排列1mm直徑小孔，孔中嵌入兩端完全裸露的導(dǎo)電銅絲；3)用約15mm有機玻璃制作上部蓋板，正面根據(jù)測量需要鉆打感應(yīng)器放置孔，反面充填輕質(zhì)泡沫材料和橡皮泥，感應(yīng)測桿穿過充填層和橡皮泥至浸潤面處；4)用條狀不透水軟質(zhì)材料制成防漏圈，沿浸潤面與地形面相交線鋪放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堤壩三維滲流場導(dǎo)電液試驗?zāi)Ｐ椭谱鞣椒ǎ?其特征是所述防漏圈用泡沫海綿材料制作，并在外表涂抹凡士林。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于堤壩三維滲流場研究的導(dǎo)電液模擬試驗?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒?，其特征是模型集地形、堤壩結(jié)構(gòu)、量測點等布置為整體，不需作旋轉(zhuǎn)、切割原型，即可滿足實驗要求。該模型通過上蓋板進行測點和三維浸潤面布置，解決了傳統(tǒng)模型需穿越內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采集浸潤面高程和位勢信息的缺陷，用條狀不透水軟質(zhì)材料制作防漏圈，保證了模型導(dǎo)電液不滲漏和模型電場不失真。模型用常規(guī)材質(zhì)制作，外觀直觀性強，試驗測量和修補便利。
文檔編號G09B25/06GK101546491SQ20091003123
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者付長生, 余鐘波, 張祝添, 堅 趙, 速寶玉, 郭笑娥 申請人:河海大學(xué)