本發(fā)明涉及巖溶研究領(lǐng)域，具體涉及一種室內(nèi)巖溶真空塌陷的模型。
背景技術(shù)：
目前，關(guān)于巖溶潛蝕的研究多為工程調(diào)查以及借助一些理論進(jìn)行研究，但理論研究難以模擬復(fù)雜的工程條件，理論結(jié)果與工程實(shí)踐之間難以相互轉(zhuǎn)化，關(guān)于巖溶塌陷“真空吸蝕”機(jī)理有不少學(xué)者提出，但缺乏試驗(yàn)研究。為了推動(dòng)巖溶塌陷理論的完善與發(fā)展，使理論研究為生產(chǎn)服務(wù)，研制一種室內(nèi)“真空吸蝕”的模型亟待進(jìn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種室內(nèi)巖溶真空塌陷的模型。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種室內(nèi)巖溶真空塌陷的模型，包括裝土容器、真空泵、有機(jī)玻璃管和水箱；所述裝土容器處于所述水箱的外側(cè)，在所述裝土容器內(nèi)放置有土樣，并且所述裝土容器內(nèi)對應(yīng)土樣的頂部位置處設(shè)有密封膜；所述有機(jī)玻璃管的一端連接所述真空泵，所述有機(jī)玻璃管的另外一端分成第一支路和第二支路，所述第一支路豎直向上延伸后通過密封閥門連接所述裝土容器底部的中間位置，所述第二支路水平延伸一段距離后再豎直向上連接所述水箱，所述水箱上方設(shè)有向其內(nèi)部注入水流的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水閥門；
所述第一支路底部的兩側(cè)且對應(yīng)所述有機(jī)玻璃管和所述第二支路的端口內(nèi)分別設(shè)有第一閥門和第二閥門，在所述第一支路的下端設(shè)有第三閥門。
本發(fā)明的有益效果是：通過該模型用于模擬測量不同真空度條件下巖溶的塌陷作用，為巖溶塌陷“真空吸蝕”機(jī)理提供試驗(yàn)研究，推動(dòng)巖溶塌陷理論的完善與發(fā)展，使理論研究為生產(chǎn)服務(wù)，并且操作簡單，可反復(fù)使用，使用完畢后可拆卸利于保存。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
進(jìn)一步，所述有機(jī)玻璃管的端口內(nèi)且對應(yīng)所述第一閥門相對于機(jī)玻璃管端口的外側(cè)位置處設(shè)有過濾網(wǎng)。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：過濾網(wǎng)防止抽真空過程中破壞的土體吸入真空泵。
進(jìn)一步，所述裝土容器側(cè)壁的底部連接有水頭調(diào)節(jié)管。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過水頭調(diào)節(jié)管來調(diào)節(jié)裝土容器內(nèi)水頭的高度。
進(jìn)一步，所述有機(jī)玻璃管內(nèi)設(shè)有二氧化硅干燥管。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：干燥管防止抽真空過程中少量水進(jìn)入真空泵。
進(jìn)一步，所述裝土容器靠近所述水頭調(diào)節(jié)管一側(cè)的頂部設(shè)有固定環(huán)和繩索，所述繩索穿所述固定環(huán)后將所述水頭調(diào)節(jié)管捆綁固定在固定環(huán)上。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：實(shí)現(xiàn)水頭調(diào)節(jié)管的固定。
進(jìn)一步，所述水頭調(diào)節(jié)管上且與所述裝土容器連接的位置處設(shè)有第三閥門。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：抽真空的時(shí)候?qū)⒌谌y門，以便提高抽真空的效率以及真空度。
進(jìn)一步，所述裝土容器為有機(jī)玻璃制成。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：使用有機(jī)玻璃材料，耐酸堿性，試驗(yàn)過程具有可視性。
進(jìn)一步，所述真空泵上設(shè)有壓力表。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過壓力表及真空泵可監(jiān)測與控制裝土容器內(nèi)土樣的真空度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：
1、裝土容器，2、真空泵，3、干燥管，4、壓力表，5、過濾網(wǎng)，6、第二閥門，7、第三閥門，8、第一閥門，9、有機(jī)玻璃管，10、密封膜，11、水箱，12、進(jìn)水閥門，13、密封閥門，14、水頭調(diào)節(jié)管，15、第一支路，16、第二支路，17、固定環(huán)，18、繩索，19、第三閥門。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，一種室內(nèi)巖溶真空塌陷的模型，包括裝土容器1、真空泵2、有機(jī)玻璃管9和水箱11。所述裝土容器1為有機(jī)玻璃制成，使用有機(jī)玻璃材料，耐酸堿性，試驗(yàn)過程具有可視性。所述裝土容器1處于所述水箱11的外側(cè)，在所述裝土容器1內(nèi)放置有土樣，所述裝土容器1側(cè)壁的底部連接有水頭調(diào)節(jié)管14，通過水頭調(diào)節(jié)管14來調(diào)節(jié)裝土容器1內(nèi)水頭的高度。所述裝土容器1靠近所述水頭調(diào)節(jié)管14一側(cè)的頂部設(shè)有固定環(huán)17和繩索18，所述繩索18穿所述固定環(huán)17后將所述水頭調(diào)節(jié)管14捆綁固定在固定環(huán)17上。所述水頭調(diào)節(jié)管14上且與所述裝土容器1連接的位置處設(shè)有第三閥門19，水頭調(diào)節(jié)管14跟大氣相通，土樣跟水水頭調(diào)節(jié)管14相連，雖然土樣密實(shí)，但還是有孔隙，很難將裝土容器1內(nèi)抽真空。因此，抽真空的時(shí)候關(guān)閉第三閥門19，可以提高抽真空的效率以及真空度，調(diào)節(jié)裝土容器1內(nèi)水壓的時(shí)候再開啟第三閥門19。所述裝土容器1內(nèi)對應(yīng)土樣的頂部位置處設(shè)有密封膜10，密封膜10保證裝土容器1內(nèi)的真空度。所述有機(jī)玻璃管9的一端連接所述真空泵2，所述有機(jī)玻璃管9的另外一端分成第一支路15和第二支路16，所述第一支路15豎直向上延伸后通過密封閥門13連接所述裝土容器1底部的中間位置，所述第二支路16水平延伸一段距離后再豎直向上連接所述水箱11，所述水箱11上方設(shè)有向其內(nèi)部注入水流的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水閥門12。所述有機(jī)玻璃管9內(nèi)設(shè)有二氧化硅干燥管3，干燥管3防止抽真空過程中少量水進(jìn)入真空泵2。
所述第一支路15底部的兩側(cè)且對應(yīng)所述有機(jī)玻璃管9和所述第二支路16的端口內(nèi)分別設(shè)有第一閥門8和第二閥門6，在所述第一支路15的下端設(shè)有第三閥門7。所述有機(jī)玻璃管9的端口內(nèi)且對應(yīng)所述第一閥門8相對于機(jī)玻璃管9端口的外側(cè)位置處設(shè)有過濾網(wǎng)5，過濾網(wǎng)5防止抽真空過程中破壞的土體吸入真空泵2。所述真空泵2上設(shè)有壓力表4，通過壓力表4及真空泵2可監(jiān)測與控制裝土容器1內(nèi)土樣的真空度。
土樣分層壓實(shí)后安裝到裝土容器1內(nèi)并鋪上密封膜10后，再打開密封閥門13，同時(shí)關(guān)閉第一閥門8、第二閥門6和第三閥門7，然后再打開進(jìn)水閥門12和第二閥門6，通過水頭調(diào)節(jié)管14裝土容器1內(nèi)的水頭高度達(dá)到土樣的頂面，當(dāng)水頭調(diào)節(jié)管14有水溢出時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門12和第二閥門6后再打開第三閥門7，當(dāng)有機(jī)玻璃管9中無水時(shí)，關(guān)閉第三閥門7再打開第一閥門8，并開啟真空泵2的電源開關(guān)，對裝土容器1進(jìn)行抽真空使其達(dá)到設(shè)計(jì)真空度。待裝土容器1到設(shè)計(jì)真空度，關(guān)閉真空泵2的電源開關(guān)，觀測裝土容器1內(nèi)的土體是否破壞。如土體發(fā)生破壞，則在土體穩(wěn)定后，打開第三閥門7將破壞土體取出，將有機(jī)玻璃管9沖洗干凈，取下過濾網(wǎng)5，將過濾網(wǎng)5上的土體清洗，稱量所有土體的重量，即為在某一真空度作用下土體破壞的質(zhì)量；同時(shí)，觀測土體破壞形成的土洞的尺寸，預(yù)測土洞規(guī)模；如果在某一真空度作用下，24h土體仍未破壞，則認(rèn)為該真空度作用不對土體產(chǎn)生威脅。重復(fù)以上步驟，進(jìn)行不同設(shè)計(jì)真空度實(shí)驗(yàn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。