一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置的制作方法

本技术涉及一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，属于岩溶塌陷试验。

背景技术：

1、近年来，中国为扩大内需，掀起基建狂潮，一大批水利水电工程开工建设。深切峡谷地貌区往往是水利水电工程的理想库址，我国西部山区地形起伏大，宜进行开发建设，但其岩溶极为发育，使得在水库运行过程中，库水位波动而易诱发岩溶塌陷，一旦发生将导致库区淤堵，有效库容减少，同时使得地面沉降、塌陷，周边房屋、道路等建筑物破坏。因此，迫切需要进行库区岩溶塌陷的相关研究。

2、关于库区岸坡分析的研究成果如公开号为cn116380647a的发明专利公开了一种研究水库作用下多层滑带滑坡模型试验系统及方法，包括试验箱、滑带滑体模型、水库模拟单元、加载板、推力加载装置及数据监测装置，该发明可以有效地再现多层滑带滑坡受复杂水位变化的演化过程。又如公开号为cn105203737a的发明专利公开了一种模拟水库消落带水位升降产生的干湿循环作用对库岸边坡岩体影响的装置与方法，通过模拟不同水流速度、水压状态，及干湿循环不同周期，实现更加精确的试验，使试验变量可控性更高，便于后续相关试验研究的进行。

3、但是，针对岩溶发育地区，水库水位波动诱发其发生岩溶塌陷问题的情况，与上述情况有所不同，主要在于岩溶发育形态的地质体有异于普通岩体或土体，而且水库水位波动也和普通的水位变化有所不同，水流入流出速度更快，因此现有技术的技术方案无法直接用于模拟不同岩溶发育形态的地质体在库水位不同升降速率和一次或多次循环下其消涨带发生岩溶塌陷的发展演化过程。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，该研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置能够模拟不同岩溶发育形态的地质体在库水位不同升降速率和一次或多次循环下其消涨带发生岩溶塌陷的发展演化过程。

2、本实用新型通过以下技术方案得以实现。

3、本实用新型提供的一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，包括模型箱；所述模型箱内底部有通入水的水槽，水槽顶板布设有多个进出水口，有岩溶发育的基岩覆于水槽上，岩溶发育的基岩上有上覆土体，上覆土体内有第一压力监测单元和第二压力监测单元；水槽底部通过输水水管连通有水泵。

4、所述进出水口顶端有反滤装置。

5、所述模型箱为合金框架和钢化玻璃通过玻璃胶粘接而成的顶部开口方框箱体。

6、所述水泵的输入端接有稳压箱用于保证水位稳定。

7、所述模型箱外侧还有对准模型箱内的第一图像监测单元和第二图像监测单元。

8、所述第一压力监测单元内装微型孔隙水压力传感器，埋设于上覆土体内多个高程位置用于获取水压。

9、所述第二压力监测单元内装微型土压力传感器，埋设于上覆土体内多个高程位置用于获取土体压力值。

10、所述第一图像监测单元为三维激光扫描系统。

11、所述第二图像监测单元为高速摄像记录仪。

12、本实用新型的有益效果在于：能够通过试验装置模拟不同岩溶发育形态的地质体在库水位不同升降速率和一次或多次循环下其消涨带发生岩溶塌陷的发展演化过程，便于实现多场监测，可为研究库区水位波动诱发岩溶塌陷的变形破坏机制提供一种手段；可操纵性强、形象直观、重复试验方便，特别适用于研究岩溶山区水利水电等行业库岸边坡塌陷的发展演化过程及规律。

技术特征：

1.一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，包括模型箱(1)，其特征在于：所述模型箱(1)内底部有通入水(10)的水槽(9)，水槽(9)顶板布设有多个进出水口(11)，有岩溶发育的基岩(7)覆于水槽(9)上，岩溶发育的基岩(7)上有上覆土体(8)，上覆土体(8)内有第一压力监测单元(16)和第二压力监测单元(17)；水槽(9)底部通过输水水管(13)连通有水泵(14)。

2.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述进出水口(11)顶端有反滤装置(12)。

3.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述模型箱(1)为合金框架(5)和钢化玻璃(6)通过玻璃胶粘接而成的顶部开口方框箱体。

4.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述水泵(14)的输入端接有稳压箱(15)用于保证水位稳定。

5.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述模型箱(1)外侧还有对准模型箱(1)内的第一图像监测单元(18)和第二图像监测单元(19)。

6.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述第一压力监测单元(16)内装微型孔隙水压力传感器(20)，埋设于上覆土体(8)内多个高程位置用于获取水压。

7.如权利要求1所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述第二压力监测单元(17)内装微型土压力传感器(21)，埋设于上覆土体(8)内多个高程位置用于获取土体压力值。

8.如权利要求5所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述第一图像监测单元(18)为三维激光扫描系统。

9.如权利要求5所述的研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，其特征在于：所述第二图像监测单元(19)为高速摄像记录仪。

技术总结本技术提供了一种研究库水位波动诱发岩溶塌陷的模型试验装置，包括模型箱；所述模型箱内底部有通入水的水槽，水槽顶板布设有多个进出水口，有岩溶发育的基岩覆于水槽上，岩溶发育的基岩上有上覆土体，上覆土体内有第一压力监测单元和第二压力监测单元；水槽底部通过输水水管连通有水泵。本技术能够通过试验装置模拟不同岩溶发育形态的地质体在库水位不同升降速率和一次或多次循环下其消涨带发生岩溶塌陷的发展演化过程，便于实现多场监测，可为研究库区水位波动诱发岩溶塌陷的变形破坏机制提供一种手段；可操纵性强、形象直观、重复试验方便，特别适用于研究岩溶山区水利水电等行业库岸边坡塌陷的发展演化过程及规律。技术研发人员：何兴,刘子金,骆波受保护的技术使用者：贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/23