本實用新型屬于滲透力學(xué)實驗器材領(lǐng)域，尤其涉及一種單向穩(wěn)定滲流模擬實驗裝置。

背景技術(shù)：

目前的單向穩(wěn)定滲流模擬實驗儀采用填砂管為模型，以流體在模型中的流動模擬水平均質(zhì)地層中不可壓縮流體單向穩(wěn)定滲流過程，具體方法是在模型的一側(cè)供水保持水壓恒定，在另一側(cè)通過改變出口閥門的流量，使得填砂管兩端壓力恒定。在穩(wěn)定條件下測量填砂管不同位置處的壓力值，可繪制壓力隨位置的變化曲線，根據(jù)一維單相穩(wěn)定滲流方程的解并計算兩段填砂管的滲透率。目前已有的單向穩(wěn)定滲流實驗設(shè)備在使用過程中存在如下問題：

1.由于流體將填砂管中部分沖填砂帶出填砂管，使得填砂管內(nèi)不再是地層滲流，而變成管流，導(dǎo)致不同位置處壓力相等，嚴(yán)重影響實驗效果；

2.在實驗過程中因為要保持水壓恒定，需要往水槽中不斷注水，而高于水槽溢流孔中的水都會流走，同時流經(jīng)出口閥門的水也會流走，造成極大的浪費；

3.連接各部分的水管線均為軟膠管，極易老化，為實驗設(shè)備的管理和維護造成諸多不便；

4.實驗設(shè)備無加壓裝置，模型的滲透率為定值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種新型的單向穩(wěn)定滲流模擬實驗裝置，該實驗裝置能夠防止沖填砂被沖走，也可以避免滲透率為定值，還可以避免水資源的浪費，降低設(shè)備的維護成本。

本實用新型采取的技術(shù)方案如下：

所述填砂模型橫向設(shè)置，進(jìn)水一端連接一豎直高度高于填砂模型的水槽，水槽通過水泵連接水箱，水槽側(cè)壁還設(shè)置有溢流孔，溢流孔通過溢流管與水箱相連；填砂模型出水一端也與水箱連通；填砂模型的上方豎直設(shè)置有多支測壓管，下方設(shè)置有多支氣壓管，測壓管的上端與大氣相通，氣壓管的另一端與氣泵相連。

進(jìn)一步，所述填砂模型為長方體型，長60cm，寬40cm，高6cm。

進(jìn)一步，所述填砂模型上部的測壓管設(shè)置有2～3排，每一排有5～8支。

進(jìn)一步，所述填砂模型下部的氣壓管設(shè)置有2～3排，每一排有2～4支。

進(jìn)一步，所述出水端用三通管與計量裝置連接。

進(jìn)一步，所述測壓管相對填砂模型的高度不低于55cm，水槽上溢流孔的高度比測壓管低5cm。

進(jìn)一步，所述模擬實驗裝置中填砂模型的進(jìn)出水管、溢流管、三通管、氣壓管均采用塑料硬管線。

本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型提供的裝置可對填砂模型進(jìn)行壓實，使得填砂更加緊密，不會出現(xiàn)填砂被流體帶出的情況；另外，本實用新型所述技術(shù)方案可以通過改變外界壓力，使得填砂模型內(nèi)的滲透率不再是一個定值；再者，還可以使溢出的水和出口閥門流出的水循環(huán)利用，避免了水資源的浪費，各管線采用塑料硬管線，接頭采用快速簡便接頭，降低維護成本，提高使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型所述單向穩(wěn)定滲流模擬實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-填砂模型，2-測壓管，3-氣泵，4-氣壓管，5-水槽，6-溢流管，7(I)、7(II)-進(jìn)水管，8-水泵，9-水箱，10-出水管，11-三通管。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。

參見圖1，一種單向穩(wěn)定滲流模擬實驗裝置，包括填砂模型1，填砂模型1橫臥設(shè)置，其一端通過出水管10與水箱9連通，另一端通過進(jìn)水管7(I)與水槽5連通，水槽5通過水泵8和進(jìn)水管7(II)從水箱9中獲取水源，水槽5與填砂模型1之間的高度差按預(yù)定設(shè)置，保證測壓管相對填砂模型的高度不低于55cm，水槽上溢流孔的高度比測壓管低5cm，比如，測壓管高度為55cm，水槽溢流孔高度50cm；水槽5的側(cè)壁上還連接有溢流管6，該溢流管6將溢出的水源送回水箱9；在填砂模型1的上部豎直放置有多支測壓管2，在填砂模型1的下部連接有多支氣壓管4，所述測壓管2的上端與大氣相通，所述氣壓管的另一端與氣泵3相連。

進(jìn)一步，所述填砂模型為長方體型，長60cm，寬40cm，高6cm。

進(jìn)一步，所述填砂模型上方的測壓管設(shè)置有2～3排，每一排有5～8支。

進(jìn)一步，所述填砂模型下方的氣壓管設(shè)置有2～3排，每一排有2～4支。

進(jìn)一步，所述出水管上可設(shè)置三通管，進(jìn)而可與計量裝置連接。

進(jìn)一步，所述進(jìn)出水管、溢流管、三通管、氣壓管均采用塑料硬管線。

在具體實施過程中，水槽5位置根據(jù)預(yù)定的壓力要求相應(yīng)高出填砂模型1一定高度，同時在水槽5的側(cè)壁設(shè)置溢流水管6，將水槽5內(nèi)的水設(shè)定在一定深度，以此實現(xiàn)向填砂模型1提供恒定水壓的滲透水。從水槽5中溢出的多余的水通過溢流水管6進(jìn)入到水箱9中，再通過水泵8和進(jìn)水管7(II)壓入到水槽5中循環(huán)使用。氣泵3向填砂模型1內(nèi)給出可調(diào)節(jié)氣壓，使得填砂模型1內(nèi)處于不同的壓力狀態(tài)，作為實驗的一個變量，可以得到在不同壓力下的測試結(jié)果。水槽5內(nèi)的滲透水從填砂模型1的左端進(jìn)入，然后從左至右滲透，從填砂模型1的右端流出，進(jìn)入到由三通管11控制的出水管10，三通管11其中一個出口再接入到水箱9。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。