水土流失邊坡用路基水流沖刷模擬裝置邊坡沖刷實驗模擬裝置

公路路基水流沖刷模擬裝置路橋交通荷載模擬裝置

一、產品介紹：

該裝置用于水土流失下公路路基洪水沖刷模擬實驗裝置。實現對不同工況（洪水、非洪水）下路基水流沖刷過程的高精度模擬，通過可調節參數（流量、流速、降雨強度等），還原真實水流沖刷場景，為公路路基設計提供可靠數據，助力防護工程和排水系統設計。

二、裝置設備組成：

（一）模擬模塊

泥石流模擬增強模塊：

結構：長5m，設有供料箱、閉水閘門，搭配固定擴展滑道。供料箱可儲存砂石、泥土等物料，閉水閘門控制水流流量和流速。通過調節物料和水流供應，結合降雨平臺模擬降雨，生成不同類型和規模的泥石流，為后續模塊提供模擬源。

邊坡模擬模塊：

結構：長3m，包括可調節坡度的邊坡支架的邊坡模型，以及用于監測邊坡土體變化的傳感器，通過降雨平臺模擬長時間、中小強度降雨，促使邊坡巖土體逐漸發生侵蝕。利用供料箱向邊坡表面投放與當地土質相似的顆粒物料，模擬降雨導致的土壤顆粒流失過程。控制降雨強度在5 - 15mm/h ，持續時間3 - 6小時。

路橋模擬模塊:

結構：長3m，由路基模型（模擬實際路基結構和材料）、交通荷載模擬裝置（如加載千斤頂、振動裝置等）組成。交通荷載模擬裝置可施加不同類型和大小的荷載，模擬實際交通荷載與泥石流共同作用下路橋結構的響應。同時，安裝有高精度應變傳感器、位移傳感器等監測設備，用于實時監測路橋結構在泥石流作用下的力學性能變化。

沖刷模擬模塊：

結構：長1.5m，在完成一定程度水土流失模擬后，通過坡底供水裝置和變頻水泵，快速增大水流流量，模擬短時間內強降雨引發的洪水。將流量快速提升至大流量50 - 500L/min ，模擬洪水以2 - 8m/s的流速對路基進行沖刷。

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（二）降雨平臺

主體框架采用高強度不銹鋼材質,具備良好的耐腐蝕性,降雨平臺采用分布式噴頭陣列布局,覆蓋整個模擬區域上方。噴頭選用高精度可調節式噴頭,能夠根據試驗需求靈活調整降雨強度與雨滴粒徑。通過模擬自然降雨過程,為泥石流的形成提供水源條件。可實現單點降雨強度在0-200mm/h 范圍內連續可調，模擬從毛毛細雨到暴雨等多種降雨工況。

（三）供水系統

包括坡底供水裝置、變頻水泵和水循環管道。為提供穩定水流，通過變頻水泵調節流量，配合降雨平臺和供料箱，精確控制泥石流的形成和流動參數。

（四）監測系統

集成了多種傳感器和數據采集設備，包括孔隙水壓力計、土壓力計、流速計、位移計、應變傳感器等，以及多通道采集儀圖像采集設備。傳感器通過數據采集系統與計算機相連，實現數據的實時采集、傳輸和存儲。

（五）水循環系統

結構由水循環系統由沉淀過濾池、變頻水泵和水循環管道組成。沉淀過濾池對模擬后的水流進行沉淀和過濾處理，去除泥沙等雜質，變頻水泵將處理后的水重新泵入系統循環使用。

三、主要技術參數

降雨強度調節范圍：0 - 200mm/h

流量調節范圍：0 - 500L/min

坡度調節范圍：0 - 60°

物料粒徑范圍：0.01mm - 100mm

軸向最大加載試驗力：80KN

荷載加載誤差：控制在±1%

監測參數精度

孔隙水壓力計：±1kPa

土壓力計：±2% FS

流速計：±0.01m/s

數據采集頻率：最高100Hz

主架機尺寸：長2000*寬1000*高1000mm