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龍圖騰網(wǎng)獲悉成都理工大學(xué);四川省建研萬瑞科技有限公司申請的專利考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置和試驗方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120331314B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510822732.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N15/08；該發(fā)明授權(quán)考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置和試驗方法是由周永剛;湯明高;熊柱紅;王子沁;江宜順;張鑫祥;付潔;曾未名;范洪侃設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-06-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置和試驗方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置和試驗方法，屬于建筑物主動抗浮技術(shù)領(lǐng)域，試驗裝置包括：邊界模型箱、建筑物模型箱、多個孔壓傳感器和多個介電常數(shù)傳感器、模擬實際建筑物中的主動抗浮設(shè)備的限壓排水管、水頭控制裝置和降雨模擬裝置，能夠模擬降雨時地下空間在主動抗浮措施條件下的滲流場，再現(xiàn)地下空間在此條件下的排水情況；孔壓傳感器和介電常數(shù)傳感器實時監(jiān)測土體飽和度變化，補齊了現(xiàn)有的該類型試驗裝置在土體飽和度變化因素的空缺，能演示在不同降雨和不同地層條件下，土體從非飽和?飽和過度過程中主動抗浮措施的排水情況和土體的滲流規(guī)律，為主動抗浮措施在不同飽和度工況下的優(yōu)化應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。

本發(fā)明授權(quán)考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置和試驗方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種考慮飽和度變化的主動抗浮排水模型試驗裝置的試驗方法，其特征在于，所述主動抗浮排水模型試驗裝置包括邊界模型箱、建筑物模型箱、水頭控制裝置和降雨模擬裝置； 所述邊界模型箱的內(nèi)部埋設(shè)有多個孔壓傳感器和多個介電常數(shù)傳感器；邊界模型箱的內(nèi)部用于填充和鋪設(shè)模擬土層結(jié)構(gòu)；多個所述孔壓傳感器和多個介電常數(shù)傳感器分別埋設(shè)于所述模擬土層結(jié)構(gòu)不同高度位置； 所述建筑物模型箱底部設(shè)有用于模擬實際建筑物中的主動抗浮設(shè)備的限壓排水管；所述建筑物模型箱的底部設(shè)置有多根螺栓，多根所述螺栓的另一端均與所述邊界模型箱固定連接；所述限壓排水管的數(shù)量為多根，多根限壓排水管的長度和端部位置可調(diào)； 所述水頭控制裝置包括設(shè)置在邊界模型箱頂部外圍的排水溝槽，所述排水溝槽的頂部高度與邊界模型箱頂部平齊；排水溝槽通過管道與二號集水箱相連，其中管道上安裝有二號流量計； 所述降雨模擬裝置包括輸水管道、一號流量計、抽水泵、一號集水箱和伸縮支架；所述輸水管道通過伸縮支架設(shè)置在所述邊界模型箱頂部，輸水管道通過軟管與所述一號集水箱連通，其中軟管上設(shè)置有所述一號流量計和抽水泵；輸水管道上設(shè)置有多個噴嘴，多個所述噴嘴的噴水范圍覆蓋所述模擬土層結(jié)構(gòu)的表面； 所述試驗方法包括以下步驟： S1、在邊界模型箱內(nèi)分層鋪設(shè)土層，并將多個孔壓傳感器和多個介電常數(shù)傳感器安裝在土層的不同高度位置；分層埋設(shè)介電常數(shù)傳感器與孔壓傳感器；在鋪設(shè)土層過程中，逐層切割土樣，并進(jìn)行滲透試驗及水分特征曲線測試，確保土體實際滲透系數(shù)與飽和度演化規(guī)律與設(shè)計參數(shù)一致；通過鋪設(shè)不同土層及初始飽和度分布，重復(fù)開展多組對比實驗，分析土體非均勻飽和度場對滲流路徑的影響； S2、通過多根螺栓將建筑物模型箱安裝固定在邊界模型箱內(nèi)部，建筑物模型箱的底部與土層的上表面接觸； S3、按照預(yù)設(shè)條件將多根限壓排水管安裝建筑物模型箱內(nèi)部，并調(diào)節(jié)多根限壓排水管的長度和端部位置； S4、將排水溝槽安裝在邊界模型箱頂部外圍； S5、安裝降雨模擬裝置，并調(diào)整伸縮支架的高度，使多個噴嘴的噴水范圍覆蓋所述模擬土層的上表面； S6、通過改變降雨條件、土層結(jié)構(gòu)條件和多根限壓排水管布置方式，進(jìn)行多組試驗；在每組試驗完成過后，收集孔壓傳感器、介電常數(shù)傳感器、二號流量計和一號流量計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，得到在不同降雨條件、不同土層結(jié)構(gòu)條件和不同多根限壓排水管布置方式以及土層土體飽和度變化情況下，主動抗浮設(shè)備的地下水滲流規(guī)律；土層結(jié)構(gòu)和多根限壓排水管布設(shè)方式不變，改變降雨條件，通過孔壓傳感器、介電常數(shù)傳感器、二號流量計和一號流量計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而得到在不同降雨條件下和土層土體飽和度變化情況下，主動抗浮設(shè)備的地下水滲流規(guī)律； 降雨條件和多根限壓排水管布設(shè)方式不變，改變土層結(jié)構(gòu)，通過孔壓傳感器、介電常數(shù)傳感器、二號流量計和一號流量計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而得到不同土層結(jié)構(gòu)條件下和土層土體飽和度變化情況下，主動抗浮設(shè)備的地下水滲流規(guī)律； 降雨條件和土層條件不變，改變多根限壓排水管布設(shè)方式，通過孔壓傳感器、介電常數(shù)傳感器、二號流量計和一號流量計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而得到不同多根限壓排水管布設(shè)方式條件下和土層土體飽和度變化情況下，主動抗浮設(shè)備的地下水滲流規(guī)律； 降雨條件包括降雨量和降雨時間，其中降雨時間的模擬方法為： 在均質(zhì)各向同性介質(zhì)中，剖面一維承壓水流方程組為： ； ； 其中，K為滲透系數(shù)，H為水頭，S s為貯水率，v為流速，t為時間，x為水平方向的坐標(biāo)； 引入一組無量綱比值α H、α S、α K、α x、α t、α v： ； ； ； ； ； ； 其中，K m、H m、S s,m、v m、x m、t m分別為滲透系數(shù)、水頭、貯水率、流速、水平方向的坐標(biāo)和時間的模型量，K、H、S s、v、x、t為分別為滲透系數(shù)、水頭、貯水率、流速、水平方向的坐標(biāo)和時間的原型量； 整理后得到： ； ； 令各項比值的組合滿足下式： ； ； 通過選擇不同的比值，從而模擬不同降雨時長下的地下水滲流規(guī)律； 在土層出現(xiàn)含水率變化時，上式中的滲透系數(shù)K的值亦會出現(xiàn)變化；滲透系數(shù)K的計算方法為通過測量土層土壤介電常數(shù)精準(zhǔn)檢測水分含量，然后利用土體本身含水量與滲透系數(shù)K的對應(yīng)關(guān)系來獲取滲透系數(shù)K值的變化狀態(tài)； 以含水量為變量擬合滲透系數(shù)K，關(guān)系式如下： 其中，K θ土壤在含水量θ時的滲透系數(shù)；ks是土壤在完全飽和狀態(tài)下的滲透系數(shù)；θ是體積含水量；θs是土壤在完全飽和時的體積含水量；θ r為殘余含水率，即是滲透性失效的臨界點，低于θ r時土壤不透水；m為非線性指數(shù)； 介電常數(shù)與含水量θ關(guān)系公式為： 其中，是土層土壤的介電常數(shù)，在試驗時，采用埋設(shè)的介電常數(shù)傳感器進(jìn)行實測；均是經(jīng)驗系數(shù)，,,,。

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