一種評價土壤抗沖刷能力的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土壤抗沖刷性能測試技術領域，尤其是涉及一種評價土壤抗沖刷能力的裝置。
【背景技術】
[0002]多年來，水土流失是黃土高原地區最主要的生態環境問題之一，近年來已受到國內外學者的廣泛關注。土壤抗沖性指標和土壤崩解速率是最能體現區域水土流失過程和土壤侵蝕規律的重要指標，土壤抗沖性是土壤抵抗徑流對其機械破壞和推動下移的性能，目前關于土壤抗沖性的研究大多采用原狀土沖刷為主，常用蔣定生實際的原狀土沖刷測定法，即用條形環刀取樣后將原狀土置于沖刷槽中進行沖刷實驗，實驗方法粗糙，結果不精確，因此目前急需一種結構簡單、設計合理、使用操作簡便且測試效果好的評價土壤抗沖刷性能的測試方法和裝置。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、使用操作簡便且測試效果好的評價土壤抗沖刷性能的測試裝置。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：
[0005]該裝置是在底座上設置有支架，在支架的頂部設置有用于對被測試件施加荷載的加載機構、中部設置有環形固定板，在固定板上設置有用于放置被測試件和承接壓力的承壓單元，承壓單元與加載機構正對，在承壓單元的下方設置有對沖刷后崩解的殘余顆粒進行收集的采集單元，承壓單元的底部通過水管與沖刷機構連接；
[0006]上述的加載機構包括設置在支架頂部并與承壓單元頂部連接的導桿和套裝在導桿上的砝碼，導桿與被測試件的中心軸在同一條直線上；
[0007]上述的承壓單元包括用于放置被測試件的模具以及設置在模具內被測試件頂部和底部的透水石，在透水石與被測試件之間還設置有濾紙；設置在被測試件底部的濾紙和透水石的中心均加工有過水孔，水管的出水端距離被測試件底部的透水石的縱向距離是4?6cm，且與被測試件的底部中心正對；
[0008]上述采集單元包括緊固于支架上的固定桿、通過固定桿固定在支架上的集料斗以及設置在集料斗正下方用于收集崩解顆粒的集料杯；集料斗與模具的底部正對。
[0009]上述沖刷機構的結構是：在盛放水的密閉水箱的頂部加工有進氣口，在進氣口上設置有與氣栗連通的氣管，在水箱的底部加工有出水孔，水管的進水端與該水箱出水孔連通。
[0010]上述水管的出水端通過支撐桿固定。
[0011]上述導桿上還設置有用于測量被測試件垂向變形的百分表。
[0012]上述過水孔的內徑與試件的直徑之間滿足的條件是：過水孔內徑與試件直徑之比在1/3?2/3之間。
[0013]上述透水石的厚度是5?8mm，水管的出水端距離被測試件底部的透水石的縱向距離是5cm。
[0014]本實用新型所提供的評價土壤抗沖刷能力的裝置，其是通過導桿將荷載傳遞給透水石，再由透水石將壓力傳遞給被測試件，加壓砝碼不直接對被測試件進行加載，實現被測試件頂部受載、底部受沖刷且加載和沖刷同步進行，而且本實用新型的被測試件受力均勻，用砝碼荷載模擬了實際情況中土體上部的覆蓋層，彌補了目前土壤抗沖刷性研究未涉及到力作用的影響的不足，此外本實用新型的裝置結構簡單、設計合理、拆裝方便，加載方式簡便，加載重量可由砝碼自由組合，數據讀取也方便，被測試件的垂向位移可由百分表直接讀出，實驗結果穩定，能初步評價材料的抗沖刷性能，能有效解決路面工程及野外場地的水土流失、地面下沉、地面塌陷等問題，本實用新型適用面廣，適用于大部分土體及其它巖體材料，能有效解決黃土崩解性測試方法存在的測試標準不統一、崩解量測量不便、測試結果不可靠等實際問題。
【附圖說明】
[0015]圖I為實施例I的結構示意圖。
[0016]圖2為圖I中承壓單元4的結構示意圖。
[0017]圖3為圖I中采集單元9的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]現結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案進行進一步說明，但是本實用新型不僅限于下述的實施情形。
[0019]實施例I
[0020]如圖I所示，本實施例的評價土壤抗沖刷能力的裝置是由底座I、支架2、固定板3、承壓單元4、加載機構5、采集單元9、水管7、沖刷機構6組合構成。
[0021]本實施例的底座I是用于固定整個實驗裝置的安裝平臺，在其上固定有支架2，在支架2頂端的橫梁中部安裝有加載機構5，加載機構5包括導桿5-1、砝碼5-2以及百分表5-3，其中導桿5-1穿過支架2橫梁的中心孔延伸至橫梁的下方，砝碼5-2通過螺紋方式固定在導桿5-1上，可根據實驗荷載大小進行調整，在砝碼5-2的下方安裝有百分表5-3，通過百分表5-3可直接測量被測試件的垂向變形。在支架2的中部用螺紋緊固件固定安裝有一個圓環形板狀結構的固定板3，固定板3的內徑為40_，主要用于放置承壓單元4，為承壓單元4提供安裝的平臺，本實施例的承壓單元4包括模具4-3、上透水石4-1、上層濾紙
4-2、下層濾紙4-4以及下透水石4-5，可參見圖2，模具4_3是兩端敞口、用于放置被測試件的筒狀結構，在模具4-3的頂部即被測試件的頂部放置有上層濾紙4-2，在上層濾紙4-2的上面放置有上透水石4-1，上透水石4-1的直徑與被測試件的外徑相同，厚度為5mm，導桿
5-1的底端延伸至上透水石4-1的中部，通過上透水石4-1可均勻承載導桿5-1傳遞的砝碼5-2荷載，真實模擬土壤表面的覆蓋層。在模具4-3的底部即被測試件的底部放置有下層濾紙4-4，在下層濾紙4-4的底部放置有下透水石4-5，使下層濾紙4-4、下透水石4_5分別與上層濾紙4-2、上透水石4-1上下對稱，在下層濾紙4-4和下透水石4-5的中心均加工有過水孔，保證沖刷水流以及受沖刷后崩解的土壤顆粒的流通，該過水孔的孔徑為30mm，與被測試件直徑之比為1.5 :3，為了保證荷載傳遞均勻，本實施例的導桿5-1、砝碼5-2、上透水石4-1、上層濾紙4-2、模具4-3以及下透水石4-5、下層濾紙4_4的中心軸在同一條直線上。在固定板3下方安裝有支撐桿8，本實施例的支撐桿8是L型結構，其較長的一臂水平放置，端部用螺紋緊固件固定在支架2上，另一臂延伸至固定板3的中心孔內，將水管7的出水端用扎帶固定在支撐桿8臂上，防止其在水壓作用下晃動，為了保證沖刷結構可靠，本實施例的出水管7的出水端應與被測試件的底部中心正對，且其距離下透水石4-5的縱向距離是5cm，為了控制水流速度穩定，在水管7的出水端安裝有流量計，檢測沖刷水的流量。水管7的進水端與沖刷機構6連通。本實施例的沖刷機構6是在盛放沖刷水的密閉水箱頂部加工有進氣口，在進氣口上安裝有與氣栗連通的氣管，通過氣栗向水箱中加壓，從而可以有效控制水壓和水流速度，在水箱的底部加工有出水孔，水管7的進水端安裝在該水箱的出水孔上，可以通過控制水箱內的氣壓來控制水管7中的水流速度，當氣壓大時對應水流速度也快。在水管7的出口端下方安裝有采集單元9，參見圖3，本實施例的采集單元9是由固定桿9-2、集料斗9-1以及集料杯9-3組成，本實施例的固定桿9-2是用于固定支撐集料斗9-1，可以通過普通連接件將漏斗形的集料斗9-1固定在固定桿9-2上，在集料斗9-1的正下方放置集料