本發(fā)明涉及模擬試驗(yàn)，尤其涉及一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、防治潰壩擾流樁是一種重要的水工結(jié)構(gòu)，主要用于減少潰壩時(shí)形成的巨大水流對(duì)下游造成的沖擊和破壞，擾流樁對(duì)水流產(chǎn)生擾流耗能，擾流耗能是指通過(guò)引入擾流結(jié)構(gòu)（如擾流樁、擾流壩等）來(lái)改變水流運(yùn)動(dòng)的方式，從而使水流能量被轉(zhuǎn)化為其他形式的能量損失。在防治潰壩的情境中，擾流耗能的主要目的是減少潰壩時(shí)形成的沖擊力和壓力，從而降低對(duì)下游結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境的破壞，在防治潰壩中，有效的擾流耗能設(shè)計(jì)可以大幅度降低潰壩事故造成的危害，保護(hù)下游人員和設(shè)施的安全；

2、試驗(yàn)裝置可以幫助測(cè)試和驗(yàn)證這種防護(hù)結(jié)構(gòu)的效果和穩(wěn)定性，試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體的工程需求和研究目的來(lái)確定，通過(guò)模擬不同的水流條件和擾流樁設(shè)計(jì)方案，可以評(píng)估其對(duì)防治潰壩的有效性和穩(wěn)定性，為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，擾流耗能作為一種重要的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮因素，需要通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段來(lái)驗(yàn)證其效果和穩(wěn)定性，基于此，現(xiàn)提出一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，而提出的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)操作臺(tái)，所述試驗(yàn)操作臺(tái)一端設(shè)置有循環(huán)池，所述循環(huán)池端部通過(guò)密封連接件連接有試驗(yàn)槽，所述試驗(yàn)槽內(nèi)設(shè)置有試驗(yàn)單元，所述試驗(yàn)槽端部設(shè)置有定壓儲(chǔ)水室，所述定壓儲(chǔ)水室朝向試驗(yàn)槽一側(cè)側(cè)壁開(kāi)設(shè)有定流出水口，所述定壓儲(chǔ)水室通過(guò)水循環(huán)組件與循環(huán)池連通，所述試驗(yàn)操作臺(tái)上設(shè)置有控制試驗(yàn)槽傾斜角度的流速調(diào)節(jié)組件；

4、所述試驗(yàn)槽兩側(cè)側(cè)壁均設(shè)置有滑動(dòng)調(diào)節(jié)板，所述滑動(dòng)調(diào)節(jié)板上設(shè)置有與試驗(yàn)單元進(jìn)行組合連接的鎖扣組件；

5、所述試驗(yàn)單元包括流速測(cè)定模塊、擾流樁模擬模塊和壩體試驗(yàn)?zāi)K；

6、所述擾流樁模擬模塊包括多組安裝座，所述安裝座上通過(guò)沖壓檢測(cè)件連接有測(cè)定塊，所述測(cè)定塊底部通過(guò)螺紋柱連接有可拆卸的擾流樁，所述安裝座上設(shè)置有多個(gè)水流擾動(dòng)顯現(xiàn)組件；

7、所述流速測(cè)定模塊包括移動(dòng)式測(cè)定組件和固定式測(cè)定組件，所述固定式測(cè)定組件包括測(cè)定固定板，所述測(cè)定固定板上均勻設(shè)置有多個(gè)拉曳直觀(guān)檢測(cè)件，所述移動(dòng)式測(cè)定組件包括移動(dòng)固定板，所述移動(dòng)固定板通過(guò)水平移動(dòng)組件連接有傳感式檢測(cè)件；

8、所述壩體試驗(yàn)?zāi)K包括大壩模型和設(shè)置在試驗(yàn)槽底部用于測(cè)定大壩模型重量的測(cè)量座。

9、優(yōu)選地，所述水循環(huán)組件包括設(shè)置在循環(huán)池內(nèi)的循環(huán)泵，所述循環(huán)泵輸出端通過(guò)輸送管與定壓儲(chǔ)水室連通，試驗(yàn)階段通過(guò)輸送管確保定壓儲(chǔ)水室內(nèi)的水量恒定。

10、優(yōu)選地，所述流速調(diào)節(jié)組件包括開(kāi)設(shè)在試驗(yàn)操作臺(tái)內(nèi)的調(diào)節(jié)滑槽，所述調(diào)節(jié)滑槽內(nèi)設(shè)置有斜面墊塊，所述試驗(yàn)槽底部固定設(shè)置有與斜面墊塊相適配的斜面凸塊；

11、所述試驗(yàn)操作臺(tái)側(cè)壁設(shè)置有調(diào)節(jié)電動(dòng)推桿，所述調(diào)節(jié)電動(dòng)推桿輸出端固定連接有調(diào)節(jié)支桿，所述調(diào)節(jié)支桿通過(guò)推動(dòng)柱與斜面墊塊連接。

12、優(yōu)選地，所述試驗(yàn)槽兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有側(cè)邊槽，所述滑動(dòng)調(diào)節(jié)板處在側(cè)邊槽內(nèi)，能改變?cè)谠囼?yàn)槽兩側(cè)的位置；

13、所述鎖扣組件包括安裝在試驗(yàn)單元內(nèi)的多個(gè)鎖定扣件，所述滑動(dòng)調(diào)節(jié)板上設(shè)置有與鎖定扣件配合使用的緊固鎖件。

14、優(yōu)選地，所述沖壓檢測(cè)件包括開(kāi)設(shè)在安裝座上的徑向連接口，所述測(cè)定塊滑動(dòng)設(shè)置在徑向連接口內(nèi)，所述徑向連接口內(nèi)設(shè)置有對(duì)測(cè)定塊進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器。

15、優(yōu)選地，所述水流擾動(dòng)顯現(xiàn)組件包括設(shè)置在安裝座上的多個(gè)滴落管，所述滴落管內(nèi)設(shè)置有顏色各異的標(biāo)記顯現(xiàn)液，所述滴落管頂部設(shè)置有密封塞。

16、優(yōu)選地，所述拉曳直觀(guān)檢測(cè)件包括設(shè)置在測(cè)定固定板上的刻度管，所述刻度管通過(guò)拉力彈簧連接有刻度塞，所述刻度塞通過(guò)牽引繩連接有的水流阻尼塊。

17、優(yōu)選地，所述水平移動(dòng)組件包括開(kāi)設(shè)在移動(dòng)固定板上的水平滑動(dòng)槽，所述水平滑動(dòng)槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有移動(dòng)塊，所述移動(dòng)固定板上設(shè)置有對(duì)移動(dòng)塊進(jìn)行移動(dòng)的遞進(jìn)電動(dòng)推桿，所述傳感式檢測(cè)件包括設(shè)置在移動(dòng)塊上的拉力傳感器，所述拉力傳感器通過(guò)拉力繩連接有拉力阻尼塊。

18、優(yōu)選地，所述密封連接件包括相對(duì)設(shè)置在循環(huán)池側(cè)壁上的組裝座，所述組裝座通過(guò)轉(zhuǎn)軸與試驗(yàn)槽連接，所述試驗(yàn)槽與循環(huán)池之間通過(guò)柔性密封層連接。

19、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

20、1、本發(fā)明針對(duì)防治潰壩擾流樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)試驗(yàn)槽的傾斜角度來(lái)提高水流的勢(shì)能，從而改變水流流速，來(lái)探究不同流速下對(duì)不同形狀的擾流樁的影響，并能模擬壩體在不同擾流樁作用下的潰壩狀態(tài)。

21、2、本發(fā)明在探究擾流樁對(duì)壩體的潰壩影響過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置在擾流樁前部的水流擾動(dòng)顯現(xiàn)組件對(duì)水流顯色標(biāo)記，從而探究不同形狀的擾流樁作用下對(duì)水流的流經(jīng)線(xiàn)路的影響。

22、3、本發(fā)明通過(guò)移動(dòng)式測(cè)定組件和固定式測(cè)定組件能實(shí)現(xiàn)對(duì)擾流樁作用下不同位置的水流的流量強(qiáng)度的檢測(cè)，得出擾流樁對(duì)水流強(qiáng)度影響的計(jì)算數(shù)據(jù)，通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段來(lái)驗(yàn)證擾流樁對(duì)壩體的穩(wěn)定效果的影響。

技術(shù)特征：

1.一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)操作臺(tái)（1），其特征在于，所述試驗(yàn)操作臺(tái)（1）一端設(shè)置有循環(huán)池（2），所述循環(huán)池（2）端部通過(guò)密封連接件連接有試驗(yàn)槽（3），所述試驗(yàn)槽（3）內(nèi)設(shè)置有試驗(yàn)單元，所述試驗(yàn)槽（3）端部設(shè)置有定壓儲(chǔ)水室（4），所述定壓儲(chǔ)水室（4）朝向試驗(yàn)槽（3）一側(cè)側(cè)壁開(kāi)設(shè)有定流出水口（5），所述定壓儲(chǔ)水室（4）通過(guò)水循環(huán)組件與循環(huán)池（2）連通，所述試驗(yàn)操作臺(tái)（1）上設(shè)置有控制試驗(yàn)槽（3）傾斜角度的流速調(diào)節(jié)組件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水循環(huán)組件包括設(shè)置在循環(huán)池（2）內(nèi)的循環(huán)泵（15），所述循環(huán)泵（15）輸出端通過(guò)輸送管（16）與定壓儲(chǔ)水室（4）連通，試驗(yàn)階段通過(guò)輸送管（16）確保定壓儲(chǔ)水室（4）內(nèi)的水量恒定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述流速調(diào)節(jié)組件包括開(kāi)設(shè)在試驗(yàn)操作臺(tái)（1）內(nèi)的調(diào)節(jié)滑槽（17），所述調(diào)節(jié)滑槽（17）內(nèi)設(shè)置有斜面墊塊（18），所述試驗(yàn)槽（3）底部固定設(shè)置有與斜面墊塊（18）相適配的斜面凸塊（19）；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)槽（3）兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有側(cè)邊槽（21），所述滑動(dòng)調(diào)節(jié)板（6）處在側(cè)邊槽（21）內(nèi)，能改變?cè)谠囼?yàn)槽（3）兩側(cè)的位置；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述沖壓檢測(cè)件包括開(kāi)設(shè)在安裝座（7）上的徑向連接口（25），所述測(cè)定塊（8）滑動(dòng)設(shè)置在徑向連接口（25）內(nèi)，所述徑向連接口（25）內(nèi)設(shè)置有對(duì)測(cè)定塊（8）進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器（26）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水流擾動(dòng)顯現(xiàn)組件包括設(shè)置在安裝座（7）上的多個(gè)滴落管（27），所述滴落管（27）內(nèi)設(shè)置有顏色各異的標(biāo)記顯現(xiàn)液，所述滴落管（27）頂部設(shè)置有密封塞（28）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述拉曳直觀(guān)檢測(cè)件包括設(shè)置在測(cè)定固定板（11）上的刻度管（29），所述刻度管（29）通過(guò)拉力彈簧連接有刻度塞（30），所述刻度塞（30）通過(guò)牽引繩連接有的水流阻尼塊（31）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水平移動(dòng)組件包括開(kāi)設(shè)在移動(dòng)固定板（12）上的水平滑動(dòng)槽（32），所述水平滑動(dòng)槽（32）內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有移動(dòng)塊（33），所述移動(dòng)固定板（12）上設(shè)置有對(duì)移動(dòng)塊（33）進(jìn)行移動(dòng)的遞進(jìn)電動(dòng)推桿（34），所述傳感式檢測(cè)件包括設(shè)置在移動(dòng)塊（33）上的拉力傳感器（35），所述拉力傳感器（35）通過(guò)拉力繩連接有拉力阻尼塊（36）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述密封連接件包括相對(duì)設(shè)置在循環(huán)池（2）側(cè)壁上的組裝座（13），所述組裝座（13）通過(guò)轉(zhuǎn)軸與試驗(yàn)槽（3）連接，所述試驗(yàn)槽（3）與循環(huán)池（2）之間通過(guò)柔性密封層連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種防治潰壩擾流樁試驗(yàn)裝置，屬于模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括試驗(yàn)操作臺(tái)，試驗(yàn)操作臺(tái)一端設(shè)置有循環(huán)池，循環(huán)池端部通過(guò)密封連接件連接有試驗(yàn)槽，試驗(yàn)槽內(nèi)設(shè)置有試驗(yàn)單元，試驗(yàn)槽端部設(shè)置有定壓儲(chǔ)水室，定壓儲(chǔ)水室朝向試驗(yàn)槽一側(cè)側(cè)壁開(kāi)設(shè)有定流出水口，定壓儲(chǔ)水室通過(guò)水循環(huán)組件與循環(huán)池連通。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置在擾流樁前部的水流擾動(dòng)顯現(xiàn)組件對(duì)水流顯色標(biāo)記，從而探究不同形狀的擾流樁作用下對(duì)水流的流經(jīng)線(xiàn)路的影響，通過(guò)移動(dòng)式測(cè)定組件和固定式測(cè)定組件能實(shí)現(xiàn)對(duì)擾流樁作用下不同位置的水流的流量強(qiáng)度的檢測(cè)，得出擾流樁對(duì)水流強(qiáng)度影響的計(jì)算數(shù)據(jù)，通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段來(lái)驗(yàn)證擾流樁對(duì)壩體的穩(wěn)定效果的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：趙鯤鵬,陳生水,鐘啟明,宋智通,吳昊,趙天龍,劉海祥,陸海飛,晁垚,靳豪鵬,王凌駿,龍志勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19