一种隧洞影响区植被生长用水测试装置
阅读说明：本技术 一种隧洞影响区植被生长用水测试装置 (Tunnel affected zone vegetation growth water testing arrangement ) 是由 张傲 于 2020-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了水利技术测试技术领域的一种隧洞影响区植被生长用水测试装置,包括两组侧板,两组侧板的底端均转动连接底板,两组侧板相互远离的一侧与处理箱连接,处理箱内腔中设置两组相互对称的丝杆,两组丝杆上均滑动套接丝杆滑块,丝杆滑块均通过连接杆与底板的底端转动连接,底板的顶端设置模拟隧道,两组侧板之间均匀设置插板限位管,前后两组相邻插板限位管之间设置插板,插板的上方为细沙层,细沙层的上方为石块层,侧板的顶端设置两组玻璃板,两组玻璃板的底端均设置前后方向的固定条,固定条内均开有前后滑槽,其内设置滑动杆,滑动杆水平横向设置,滑动杆的底端均匀设置喷嘴,该装置能快速更换土壤,便于进行下组实验,减少准备时间。(The invention discloses a device for testing vegetation growth water in a tunnel influence area, which belongs to the technical field of water conservancy technical testing and comprises two groups of side plates, wherein the bottom ends of the two groups of side plates are rotatably connected with a bottom plate, the side, away from each other, of the two groups of side plates is connected with a treatment box, two groups of symmetrical screw rods are arranged in the inner cavity of the treatment box, screw rod slide blocks are slidably sleeved on the two groups of screw rods, the screw rod slide blocks are rotatably connected with the bottom end of the bottom plate through connecting rods, a simulation tunnel is arranged at the top end of the bottom plate, inserting plate limiting pipes are uniformly arranged between the two groups of side plates, an inserting plate is arranged between the front and back two groups of adjacent inserting plate limiting pipes, a fine sand layer is arranged above the inserting plate, a stone layer is arranged above the fine sand layer, two groups of glass plates are arranged at the top ends of the side plates, the bottom of slide bar evenly sets up the nozzle, and the device can quick replacement soil, is convenient for organize the experiment down, reduces the preparation time.)
技术领域
本发明涉及水利技术测试技术领域，具体为一种隧洞影响区植被生长用水测试装置。
背景技术
由于工程施工导致环境破坏的示例越来越多，城市地铁与高铁隧洞会使得地表水资源分配出现较大改变，影响植物的生长，长期以往，不利于整体生态环境协调发展；
现有的实验装置中，模拟人工降雨对地表水资源分布影响，通常我们会选择各种植物进行模拟，比如说黑麦草、高羊茅、狗牙根等禾本科植物和白三叶、紫花苜蓿、紫穗槐、多花木兰等豆科植物草种以及多花木兰、胡枝子、木豆、猪屎豆、刺槐等灌木种子，通常情况下选择一种植物进行对比观察，长势好的植物其对应的地表水分布较为充沛，依此来观测植物生长用水情况，在更换植物种类时，需要重新翻土、种植等，现有装置不能快速地更换土壤地质，较为费时间，为此，我们提出一种隧洞影响区植被生长用水测试装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧洞影响区植被生长用水测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧洞影响区植被生长用水测试装置，包括两组侧板，两组所述侧板的底端均转动连接底板，两组所述侧板相互远离的一侧与处理箱连接，所述处理箱的内腔底部设置抽拉箱，所述抽拉箱的顶端开口，所述处理箱内腔中设置两组相互对称的丝杆，两组丝杆同轴连接，所述丝杆与手轮连接，两组所述丝杆上均滑动套接丝杆滑块，所述丝杆滑块均通过连接杆与底板的底端转动连接，所述底板的顶端设置模拟隧道，两组所述侧板之间均匀设置插板限位管，前后两组相邻所述插板限位管之间设置插板，所述插板穿过侧板与挡水板连接，所述插板的底部为泥土层，所述插板的上方为细沙层，所述细沙层的上方为石块层，所述侧板的顶端设置两组玻璃板，两组所述玻璃板的底端均设置前后方向的固定条，所述固定条内均开有前后滑槽，其内设置滑动杆，所述滑动杆水平横向设置，所述滑动杆的底端均匀设置喷嘴。
进一步地，所述滑动杆的上均滑动套接两组相互对称的限位滑块，两组所述限位滑块的底端均匀开有螺纹孔，其内均设置蝶形螺栓，两组所述限位滑块均转动连接第一支杆，所述第一支杆均转动连接斜块，所述侧板上开有与斜块相互适配的斜槽，所述斜块均转动连接第二支杆，所述第二支杆均与圆柱筒的侧壁转动连接，所述圆柱筒的底端均匀开有通孔槽，其内均设置压辊。
进一步地，所述圆柱筒靠近模拟隧道的一侧内腔设置限位板，所述限位板靠近模拟隧道的一侧与限位杆连接，所述限位杆穿过圆柱筒与挤压球连接，所述限位杆上套接复位弹簧，所述圆柱筒内设置旋转电机，所述旋转电机的电机轴与凸轮连接，所述凸轮位于限位板靠近模拟隧道的一侧。
进一步地，所述挤压球的底端通过支杆与推板转动连接，所述推板为斜板，所述推板与支杆之间设置弹簧，所述挤压球的顶端与支杆连接，支杆与导杆滑块固定连接，所述导杆滑块滑动套接在水平导杆上，所述导杆固定在圆柱筒的顶端侧壁上。
进一步地，所述压辊以中央水平线为基准分为两部分，其中一部分的外壁均匀固定设置破碎刀片，另外一部分的外壁均匀固定设置压垫，所述圆柱筒内腔顶端设置固定块，所述固定块的底端均匀开有限位凹槽，限位凹槽内均匀设置挤压弹簧，所述挤压弹簧均与梳理板连接，所述破碎刀片均位于两组所述梳理板之间。
进一步地，两组所述底板的顶端均匀设置前后方向的阻水条，两组所述底板相互接触处均设置阻水胶条，两组所述底板的交接处呈Z字形。
一种隧洞影响区植被生长用水测试装置的使用方法：
S1：在两组侧板之间，从下而上依次堆叠泥土层、细沙层与石块层，且泥土层与细沙层的分界线恰好在插板所在平面，在石块层上播种植物，并通过喷嘴进行喷灌，玻璃板可以使得植物接收光照，进行光合作用，同时避免外界雨水影响植物生长；
S2：在植物生长的过程中，持续定时定点进行浇灌，并观察不同位置植物生长的状态，以模拟隧道打通时含水量对植被生长的影响，观测完毕，需要进行一下组实验时，将插板插入到插板限位管中，使得泥土层与细沙层相互分离，转动手轮，带动丝杆转动，丝杆通过螺纹作用使得两组丝杆滑块相互远离，使得两扇底板开启，泥土掉落到抽拉箱中，并抽出抽拉箱取出泥土，重新放置抽拉箱，将石块层上的植被割除，抽出插板，使得石块与沙子掉落到抽拉箱中，取出进行干燥，灭活，防止草根种子对下一组实验产生影响。
S3：在重新装填泥土、沙石的过程中，前后推动滑动杆，通过联动带动圆柱筒与压辊对泥土进行平整、压实，以模拟现实生活中的坚硬的泥土环境，压辊上的破碎刀片能松散泥土，并通过压垫进行挤压夯实，通过梳理板可以对破碎刀片中的泥土块进行清理，当压垫转动到与梳理板接触时，梳理板向上弹起，可以清理粘附在梳理板上的泥土，达到自清洁效果；
S4：隧道四壁的泥土均经过夯实，注浆等过程，使得隧道四壁的泥土质地较硬，为了模拟该情况，在对泥土层进行平整时，旋转电机带动凸轮转动，凸轮带动限位板左右滑动，通过复位弹簧的作用，使得挤压球不断敲击模拟隧道的外壁表面，推板可以聚集泥土，使得模拟隧道外壁表面的泥土被压实牢固，确保模拟隧道所处的环境接近实际环境。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本技术方案提出的一种隧洞影响区植被生长用水测试装置能够通过底板、插板、侧板、丝杆等组合使用，使得装置能够快速更换土壤、地质，减少工作人员的准备时间，方便进行下一种植物的培育与观测，同时在更换时，能够快速分离出沙子与泥土，方便进行分类管理，这样有利于对沙子内的种子与根茎进行灭活，防止其干扰下一组实验；
2、在装填泥土的过程中，通过圆柱筒、压辊与斜块等组合使用，使得其能够对泥土进行夯实，且通过限位滑块能改变压力大小，用于确保每组实验过程中，泥土的松紧度大小差不多，减少实验误差，便于正交试验观察；
3、通过凸轮、挤压球与推板等共同作用，使得泥土的夯实的过程中，能够对模拟隧道附近的泥土进行加强夯实，用于模拟隧道四周的地质环境，该过程操作简单，无需复杂的调整，装置的针对性强，能减少外界环境对测试的影响，提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明圆柱筒结构示意图；
图3为本发明挤压球结构示意图；
图4为本发明压辊结构示意图。
图中：1、侧板；2、底板；3、处理箱；4、抽拉箱；5、丝杆；6、手轮；7、丝杆滑块；8、模拟隧道；9、插板限位管；10、插板；11、挡水板；12、细沙层；13、石块层；14、玻璃板；15、固定条；16、滑动杆；17、喷嘴；18、限位滑块；19、蝶形螺栓；20、第一支杆；21、斜块；22、斜槽；23、第二支杆；24、圆柱筒；25、压辊；26、限位板；27、限位杆；28、挤压球；29、复位弹簧；30、旋转电机；31、凸轮；32、推板；33、导杆滑块；34、导杆；241、固定块；242、挤压弹簧；243、梳理板；251、破碎刀片；252、压垫。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，一种隧洞影响区植被生长用水测试装置，包括两组侧板1，两组侧板1的底端均转动连接底板2，侧板1与底板2均为防水板，两组侧板1相互远离的一侧与处理箱3连接，处理箱3的内腔底部设置抽拉箱4，抽拉箱4可以前后抽拉，便于承接泥土与沙子，抽拉箱4的顶端开口；
如图1所示，处理箱3内腔中设置两组相互对称的丝杆5，两组丝杆5同轴连接，丝杆5与手轮6连接，两组丝杆5上均滑动套接丝杆滑块7，丝杆滑块7均通过连接杆与底板2的底端转动连接，底板2的顶端设置模拟隧道8，模拟隧道8通过钢管与侧板1固定焊接，两组侧板1之间均匀设置插板限位管9，前后两组相邻插板限位管9之间设置插板10，插板10用于在下料时，挡住沙子，防止沙子与泥土混合在一起，采用沙子与石块是因为沙子对降水风分散力好，能有效分散降水，避免泥土堵塞等造成雨水分布不均；
如图1所示，插板10穿过侧板1与挡水板11连接，插板10的底部为泥土层，插板10的上方为细沙层12，细沙层12的上方为石块层13，侧板1的顶端设置两组玻璃板14，玻璃板14便于植被接收光照，同时能避免外界的雨水影响植被，两组玻璃板14的底端均设置前后方向的固定条15，固定条15内均开有前后滑槽，其内设置滑动杆16，滑动杆16水平横向设置，滑动杆16可以前后滑动，滑动杆16的底端均匀设置喷嘴17，喷嘴17类似与花洒，用于模拟降水，同时还能喷洒农药。
如图2所示，滑动杆16的上均滑动套接两组相互对称的限位滑块18，两组限位滑块18的底端均匀开有螺纹孔，其内均设置蝶形螺栓19，蝶形螺栓19可以固定限位滑块18，两组限位滑块18均转动连接第一支杆20，第一支杆20均转动连接斜块21，侧板1上开有与斜块21相互适配的斜槽22，斜块21均转动连接第二支杆23，第二支杆23均与圆柱筒24的侧壁转动连接，圆柱筒24的底端均匀开有通孔槽，其内均设置压辊25，第一支杆20与第二支杆23呈直线时，支撑力最大，压辊25能够粉碎较大残渣，便于泥土的夯实；
如图3所示，圆柱筒24靠近模拟隧道8的一侧内腔设置限位板26，限位板26靠近模拟隧道8的一侧与限位杆27连接，限位杆27穿过圆柱筒24与挤压球28连接，限位杆27上套接复位弹簧29，圆柱筒24内设置旋转电机30，旋转电机30的电机轴与凸轮31连接，凸轮31位于限位板26靠近模拟隧道8的一侧，通过凸轮31的转动带动限位板26左右滑动，使得挤压球28不断敲击模拟隧道8的外壁泥土，使得模拟隧道8外部的泥土更加牢固，用于模拟盾构机打造的真实隧道环境；
如图3所示，挤压球28的底端通过支杆与推板32转动连接，推板32为斜板，推板32与支杆之间设置弹簧，挤压球28的顶端与支杆连接，支杆与导杆滑块33固定连接，导杆滑块33滑动套接在水平导杆34上，导杆34固定在圆柱筒24的顶端侧壁上，推板32可以推挤泥土，使得泥土向模拟隧道8的附近聚集，导杆滑块33与导杆34相互配合，能够对挤压球28的位置进行限定；
如图4所示，压辊25以中央水平线为基准分为两部分，其中一部分的外壁均匀固定设置破碎刀片251，另外一部分的外壁均匀固定设置压垫252，圆柱筒24内腔顶端设置固定块241，固定块241的底端均匀开有限位凹槽，限位凹槽内均匀设置挤压弹簧242，挤压弹簧242均与梳理板243连接，破碎刀片251均位于两组梳理板243之间，破碎刀片251用于破碎泥土，减少大型块状泥土的存在，梳理板243用于梳理破碎刀片251上的残渣，达到自清洁的目的；
如图1所示，两组底板2的顶端均匀设置前后方向的阻水条，两组底板2相互接触处均设置阻水胶条，两组底板2的交接处呈Z字形，多组阻水条与阻水胶条组合使用，用于加强底板2的密封作用，减少渗漏过多对装置的造成影响。
一种隧洞影响区植被生长用水测试装置的使用方法：
S1：在两组侧板1之间，从下而上依次堆叠泥土层、细沙层12与石块层13，且泥土层与细沙层12的分界线恰好在插板10所在平面，在石块层13上播种植物，并通过喷嘴17进行喷灌，玻璃板14可以使得植物接收光照，进行光合作用，同时避免外界雨水影响植物生长；
S2：在植物生长的过程中，持续定时定点进行浇灌，并观察不同位置植物生长的状态，以模拟隧道打通时含水量对植被生长的影响，观测完毕，需要进行一下组实验时，将插板10插入到插板限位管9中，使得泥土层与细沙层12相互分离，转动手轮6，带动丝杆5转动，丝杆5通过螺纹作用使得两组丝杆滑块7相互远离，使得两扇底板2开启，泥土掉落到抽拉箱4中，并抽出抽拉箱4取出泥土，重新放置抽拉箱4，将石块层13上的植被割除，抽出插板10，使得石块与沙子掉落到抽拉箱中，取出进行干燥，灭活，防止草根种子对下一组实验产生影响。
S3：在重新装填泥土、沙石的过程中，前后推动滑动杆16，通过联动带动圆柱筒24与压辊25对泥土进行平整、压实，以模拟现实生活中的坚硬的泥土环境，压辊25上的破碎刀片251能松散泥土，并通过压垫252进行挤压夯实，通过梳理板243可以对破碎刀片251中的泥土块进行清理，当压垫252转动到与梳理板243接触时，梳理板243向上弹起，可以清理粘附在梳理板243上的泥土，达到自清洁效果；
S4：隧道四壁的泥土均经过夯实，注浆等过程，使得隧道四壁的泥土质地较硬，为了模拟该情况，在对泥土层进行平整时，旋转电机30带动凸轮31转动，凸轮31带动限位板26左右滑动，通过复位弹簧29的作用，使得挤压球28不断敲击模拟隧道8的外壁表面，推板32可以聚集泥土，使得模拟隧道8外壁表面的泥土被压实牢固，确保模拟隧道8所处的环境接近实际环境。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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