本實用新型涉及土壤和植被抗沖能力測試領域，尤其是土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置。

背景技術：

植被是水土保持和岸坡穩(wěn)定防沖刷的重要屏障。

土壤和植被的抗沖能力是河道整治、堤岸保護、水下隧道、水土保持等工程重點關注的指標，一般在河道的輸水或行洪過程中均伴隨著河道床面的沖刷，易造成河床的掏深或下切現(xiàn)象，影響水工建筑物和堤岸本身的穩(wěn)定，特別是在隧道從河底穿過的工程段，過大的沖刷深度甚至可能引起水下隧道運行的安全事故，為此，土體的抗沖能力顯得尤為重要。

現(xiàn)有的技術中，原狀土壤和植被取樣復雜，需采用專門的取樣設備進行取樣，取樣完成以后，樣品的保存和運輸過程麻煩，有時需要長途跋涉送回試驗室進行性能測試，部分樣品由于性能受諸多環(huán)境因素影響較大，需采取嚴格的保存和運輸方式，實際操作十分困難，而且，樣品經(jīng)過抽取過程的摩擦、運輸過程的振動和保存后的空氣風化等影響，其抗沖流速極有可能發(fā)生改變，使得抗沖流速測量結果的準確性降低。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，旨在解決現(xiàn)有技術中原狀土壤和植被取樣麻煩，樣品運輸和保存困難，而且，樣品經(jīng)過抽取過程的摩擦、運輸過程的振動和保存后的空氣風化等影響，使得抗沖流速測量結果的準確性降低的問題。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，包括設有上端開口的環(huán)形流道的環(huán)形試驗板，所述環(huán)形試驗板呈環(huán)形狀，所述環(huán)形流道具有驅動流道段和抗沖流道段，所述驅動流道段設有推動水流在所述環(huán)形流道內循環(huán)流動的動力元件，所述抗沖流道段的底部設有通槽，所述通槽內設有測量土壤和植被抗沖流速的畢托管。

進一步地，所述驅動流道段與所述抗沖流道段呈直流道狀布置，且所述驅動流道段與所述抗沖流道段平行并排布置；所述環(huán)形流道包括兩個彎流道段，所述驅動流道段與所述抗沖流道段通過所述彎流道段連通，所述驅動流道段、兩個彎流道段以及抗沖流道段圍合形成環(huán)形狀的環(huán)形流道。

進一步地，所述彎流道段內設有分隔板，所述分隔板沿所述彎流道段的彎曲方向延伸布置，所述分隔板將所述彎流道段分隔為兩個并行的分流道。

進一步地，所述分隔板將所述彎流道段分割為兩個等寬的分流道。

進一步地，所述抗沖流道段的流道寬度小于所述彎流道段的流道寬度。

進一步地，所述動力元件為推流器，所述推流器設于所述分流道的入口處。

進一步地，所述環(huán)形試驗板包括驅動段、抗沖段以及兩個彎曲段，所述驅動段與所述抗沖段平行并排布置，一個所述彎曲段的兩段分別連接在所述驅動段的一端及所述抗沖段的一端，另一個所述彎曲段的兩端分別連接在所述驅動段的另一端及所述抗沖段的另一端，所述驅動段、抗沖段以及兩個彎曲段圍合形成所述環(huán)形狀的環(huán)形試驗板；所述驅動流道段設置在所述驅動段中，所述抗沖流道段設置在所述抗沖段中，所述彎流道段設置在所述彎曲段中。

進一步地，所述抗沖段底部設有朝下延伸且用于插入土壤和植被中的防漏板，所述防漏板沿所述通槽的四周環(huán)繞布置。

進一步地，所述驅動段與所述彎曲段的連接處設有防漏膠圈，所述抗沖段與所述彎曲段的連接處設有防漏膠圈。

進一步地，其特征在于，所述環(huán)形試驗板的上端設有用于封蓋所述環(huán)形流道的上端開口的保護蓋，所述保護蓋呈環(huán)形狀。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，不需要對原狀土壤和植被取樣、運輸和保存，在環(huán)形試驗板上設上端開口的環(huán)形流道，環(huán)形流道抗沖流道段底部設有通槽，土壤和植被處于通槽內，通過驅動流道段的動力元件推動水流在環(huán)形流道內循環(huán)流動，利用通槽內的畢托管測量土壤和植被的抗沖流速，這種實地測量的方式，不需要對原狀土壤和植被進行取樣，不會對原狀樣品產(chǎn)生擾動，抗沖流速測量結果更加準確。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的加蓋的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

以下結合具體實施例對本實用新型的實現(xiàn)進行詳細的描述。

參照圖1及圖2所示，為本實用新型提供的較佳實施例。

本實施例提供的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，可以運用在河道整治、堤岸保護、水下隧道、水土保持等工程中，不僅限于某一種。

本實施例提供的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，包括設有上端開口的環(huán)形流道的環(huán)形試驗板，環(huán)形試驗板呈環(huán)形狀，環(huán)形流道具有驅動流道段和抗沖流道段，驅動流道段設有推動水流在環(huán)形流道內循環(huán)流動的動力元件121，抗沖流道段的底部設有通槽111，通槽111內設有測量土壤和植被抗沖流速的畢托管112。

具體地，在環(huán)形試驗板的上端設有開口的環(huán)形流道，環(huán)形流道用于供水流流動的，在進行試驗時，將環(huán)形試驗板放置于需要測試的土壤和植被處，讓土壤和植被顯露在通槽111內，通槽111設在環(huán)形試驗板抗沖流道段內，通過驅動流道段內的動力元件121推動水流在環(huán)形流道內循環(huán)運動，水流做循環(huán)運動，會流經(jīng)通槽111處的土壤和植被，在通槽111內設置畢托管112，畢托管112是一種借測量流體總壓力與靜壓力之差值來計算流速的儀器，用畢托管112來測量抗沖流速，從而得出試驗處土壤和植被的抗沖能力。

上述提供的土壤和植被抗沖能力測試的原位試驗裝置，可以直接在現(xiàn)場實地試驗，不需要對原狀土壤和植被進行取樣，樣品也不需要經(jīng)歷運輸和保存的過程，所以，不會出現(xiàn)樣品抽取過程的摩擦、運輸過程的振動和保存后的空氣風化等情況，有利于提高抗沖流速測量結果的準確性。

環(huán)形流道還包括有兩個彎流道段，彎流道段是彎流道狀布置，驅動流道段與抗沖流道段都是呈直流道狀布置，直流道內水流流速平緩，彎流道內水流流速較湍急；驅動流道段與抗沖流道段兩者平行并排布置，而且兩者中間留有空隙，通過兩個彎流道將段驅動流道段與抗沖流道段連接，即兩個彎流道段、驅動流道段以及抗沖流道段圍合形成一個完整的環(huán)形流道，使得水流可以在環(huán)形流道內循環(huán)流動。

當水流從直道流入彎道時，由于慣性作用，會在彎道內繼續(xù)直行，并撞上彎道壁，這樣不僅會使水的流失量增多，還會對彎道壁產(chǎn)生持續(xù)的沖擊拍打，而且，水的流速越快，沖擊拍打的力度越劇烈，從而降低彎道壁的使用壽命，本實施例中，在彎流道段內設有分隔板131，且分隔板131沿彎流道段的彎曲方向延伸布置，這樣分隔板131將彎流道段分隔為兩個分流道132，兩個分流道132并行，當水流進入彎流道段時，通過設置兩個分流道132，對水流進行分流，從而減緩水流的流速，引導水流平穩(wěn)通過彎道。

具體地，分隔板131設在彎道內的中心位置，這樣，分隔板131將彎流道段分割為兩個等寬的分流道132，兩個等寬的分流道132可以對水流有效分流，從而引導水流平穩(wěn)通過彎道。

為了更好地測試試驗處土壤和植被的抗沖能力，在環(huán)形流道的抗沖流道段，設計讓水流大口徑流入，小口徑流出，從而自發(fā)形成一股水流沖擊力，實現(xiàn)對土壤和植被的沖擊，具體地，在彎流道段的分流道132出口匯合處將流道寬度逐漸減小，使得抗沖流道段的流道寬度小于彎流道段的流道寬度，匯合的水流流經(jīng)逐漸減小的流道時沖擊力逐漸增大，進入直道時達到最大，此時，水流對土壤和植被的沖擊也越大，更有利于測量抗沖流速，從而測試土壤和植被的抗沖能力。

本實施例中，環(huán)形流道的動力元件121121為推流器，具體地，推流器設置在驅動流道段，并且在彎流道段分流道132的入口處，通過推流器對水流施加推力，使水流順利通過彎流道段，并在環(huán)形流道內循環(huán)運動，通過對推流器施加不同的推力，從而改變水流的流速，進而改變水流對土壤和植被的沖擊力，根據(jù)不同沖刷斷構件結構，通過改變作用在推流器上推力的大小，可極大的調節(jié)實驗流速控制范圍，可適用于測試不同類型樣品的抗沖能力，適用性強，且易于操作。

本實施例中，環(huán)形試驗板包括驅動段12、抗沖段11以及兩個彎曲段13，驅動流道段設置在驅動段12中，抗沖流道段設置在抗沖段11中，彎流道段設置在彎曲段13中；驅動段12與抗沖段11平行并排布置，通過兩個彎曲段13連接，具體地，一個彎曲段13的兩段分別連接在驅動段12的一端及抗沖段11的一端，另一個彎曲段13的兩端分別連接在驅動段12的另一端及抗沖段11的另一端，即驅動段12、抗沖段11以及兩個彎曲段13圍合形成環(huán)形狀的環(huán)形試驗板，環(huán)形流道設置在環(huán)形試驗板上，可以更好地讓水流在環(huán)形流道內循環(huán)流動。

抗沖段11底部設有防漏板113，防漏板113沿通槽111的四周環(huán)繞布置，且向下延伸插入土壤和植被中。在環(huán)形試驗板通槽111處設有防漏板113，由于流水具有很強的流動性，防漏板113主要是避免水流流經(jīng)通槽111時，會向試驗處土壤和植被的四周擴散，從而導致測量的抗沖流速結果不夠準確，因此，在通槽111的四周設置防漏板113，并且防漏板113向土壤深處延伸，這樣，水流很難向四周擴散，從而將試驗范圍限定在通槽111的范圍內，有利于提高測量結果的準確性。

本實施例中，驅動段12與彎曲段13是可拆卸連接，抗沖段11與彎曲段13也是可拆卸連接，這種可方便拆裝的設置，有利于試驗裝置的攜帶和運輸，具體地，驅動段12與彎曲段13、抗沖段11與彎曲段13都采用法蘭連接133，法蘭連接133既有利于密封，又可拆卸。

在驅動段12與彎曲段13，抗沖段11與彎曲段13的連接處分別套設有防漏膠圈134，主要是為了防止水流經(jīng)連接處的縫隙漏出，影響測量結果。

環(huán)形試驗板還設有防漏塞122，防漏塞122設置在驅動流道段內，主要是針對驅動段12防漏。

環(huán)形試驗板的上端還設有保護蓋14，保護蓋14呈環(huán)形狀，保護蓋14用于封蓋環(huán)形流道的上端開口，在進行土壤和植被抗沖能力測試時，放置好原位試驗裝置，讓土壤和植被處于通槽111內，蓋上保護蓋14，蓋上保護蓋14避免因水流過快，將裝置周圍的雜物，如落葉、砂礫等，卷進裝置的水流中，從而影響測量的準確性，甚至可能損傷裝置。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。