一种扫喷式边坡降雨系统技术方案

本发明专利技术提供了一种扫喷式边坡降雨系统，由降雨支撑装置、降雨扫喷控制装置和降雨水路装置组成。本发明专利技术用于岩土工程野外或室内不同坡型的边坡模拟降雨，是一种降雨均匀度好、供水压力稳定且可控性好、可以模拟自然状态全天连续降雨、可以调控降雨强度且可以实现小雨雨量模拟、具有到地面的竖向距离稳定且可往复运动的降雨喷头、可同时输出多路水压均等且稳定的水流、喷头喷洒方向稳定向下、便于拆装与运输、可以调节坡度且适用于双面边坡的可变坡度的扫喷式边坡降雨试验装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程测试设备
，具体涉及一种扫喷式边坡降雨系统。
技术介绍
滑坡被认为是全球第三大自然灾害。在我国，据初步调查，灾害性滑坡点有1500余处，平均每年致近千人死亡，造成的直接经济损失达10多亿元，严重影响着我国的社会经济发展和人民的生命财产安全。滑坡研究一直是灾害领域的研究重点，而降雨是造成边坡不稳定性的主要因素之一，同时也是引起水土流失的重要原因，开展降雨作用下边坡的变形、破坏机理和稳定性的模型试验研究具有十分重要的理论意义和实际工程价值。因此，模拟自然降雨条件下边坡的变形、破坏机理和稳定性问题对我国的滑坡灾害预测和防治具有重大意义。开展模拟边坡降雨问题的研究涉及到很多方面的问题。如果采用自然条件下天然降雨的方法采集边坡的相关参数，然后再将所得数据进行整理和汇总，整个周期比较长，费时费力且不易实现；同时，不同土质类型、不同坡度及不同降雨强度对边坡的影响程度互异，如何通过模型实验测试降雨对不同土质类型、不同坡度的边坡失稳机理的影响，以便提前采取相应措施，减少降雨对边坡稳定性的危害，已经成为岩土工程防灾领域中亟待解决的技术问题。针对这一问题，虽然已有一些人工模拟降雨系统，但这些降雨系统存在降雨装置中支架固定、难以调节且不具备在双面边坡等复杂降雨边坡坡型条件下的支架坡度调节功能、模拟降雨的降雨均匀度不良、输出水压的可控性弱而导致喷头供水压力与流速不稳定、不利于模拟自然状态全天连续降雨、降雨强度不易调控或只可以进行大雨量降雨模拟试验、喷头到地面的竖向高度难以控制导致的降雨强度不均、降雨喷头固定不能移动且无法做往复运动、无法同时输出多路水压均等且稳定的水流、一次只能进行一个降雨模拟试验、喷头的供水管干扰喷头的喷洒方向、喷头水压的反冲作用力导致喷洒方向不垂直向下和支架多处焊接造成的不利拆卸与运输等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中人工模拟降雨系统存在的降雨装置中支架固定、难以调节且不具备在双面边坡等复杂降雨边坡坡型条件下的支架坡度调节功能、模拟降雨的降雨均匀度不良、输出水压可控性弱而导致喷头供水压力与流速不稳定、不利于模拟自然状态全天连续降雨、降雨强度不易调控或只可以进行大雨量降雨模拟试验、喷头到地面的竖向高度难以控制导致的降雨强度不均、降雨喷头固定不能移动且无法做往复运动、无法同时输出多路水压均等且稳定的水流和支架多处焊接而造成的不利拆卸与运输等问题。为此，本专利技术提供了一种扫喷式边坡降雨系统，由降雨支撑装置、降雨扫喷控制装置和降雨水路装置组成；所述降雨支撑装置包括由坡顶纵梁与横梁组成的坡顶、由坡面纵梁与横梁组成的坡面、坡顶支撑装置、坡面支撑装置、设于坡顶和坡面的传导支座，所述坡顶支撑装置的上端与坡顶纵梁连接，所述坡面支撑装置的上端与坡面纵梁连接，所述坡顶纵梁和坡面纵梁连接，所述坡顶支撑装置上方横向设有坡顶钢丝绳，所述坡面支撑装置上方横向设有坡面钢丝绳，所述坡顶钢丝绳和坡面钢丝绳之间设有导滑钢丝绳，所述坡顶钢丝绳高于坡面钢丝绳；所述降雨扫喷控制装置包括变速箱、传导装置、发动机、发动机控制器、光电距离传感器和电源，所述光电距离传感器设于传导支座上，所述传导装置、发动机均与变速箱连接，所述发动机、光电距离传感器、电源均与发动机控制器连接，所述传导装置与发动机连接且设于降雨支撑装置的传导支座，所述光电距离传感器发送电信号给发动机控制器，发动机控制器收到信号后控制发动机反转，使所述传导装置转向运动；所述降雨水路装置至少包括依次连接的水箱、水泵、水管、喷头，水泵与电源连接，所述水管设于降雨支撑装置的导滑钢丝绳上，所述喷头设于降雨扫喷控制装置的传导装置上。所述坡顶支撑装置包括坡顶主支撑、坡顶辅助支撑，所述坡顶主支撑的中部与坡顶纵梁连接且至少为两个，分别设于坡顶末端的两侧，所述坡顶辅助支撑的上端与坡顶纵梁连接且至少为两组，分别设于坡顶的首端与中部；所述坡面支撑装置包括坡面主支撑、坡面辅助支撑、角度调节斜支撑、斜加固支撑，所述坡面主支撑的中部与坡面纵梁连接且至少为两个，分别设于坡面的底部两侧，所述坡面辅助支撑的上端与坡面纵梁连接且至少为两个，分别设于坡面中部两侧，所述角度调节斜支撑一端与坡面辅助支撑中部连接，另一端与坡面纵梁连接，所述斜加固支撑一端与坡面主支撑连接，另一端设有斜加固支撑支座。所述传导支座包括端头传导齿轮左支座、端头传导齿轮右支座、中间传导齿轮左支座、中间传导齿轮右支座；所述坡顶末端横梁上中部和坡面底端横梁上中部均设有端头传导齿轮左支座和端头传导齿轮右支座，其余横梁上均设有中间传导齿轮左支座和中间传导齿轮右支座，所述端头传导齿轮左支座和端头传导齿轮右支座上均设有光电距离传感器。所述坡顶纵梁由角铁制作，一边的一端设有一个铰接孔，与铰接孔同边上有两组坡顶辅助支撑杆链连接孔，另一端有一组坡顶主支撑立杆连接孔，另一边与两组坡顶辅助支撑杆链连接孔对称的位置上有两组坡顶中间横梁连接孔，与坡顶主支撑立杆连接孔对称的位置上设有一组坡顶末端横梁连接孔。所述传导装置包括第一轴承中心固定螺杆、链条传导轴承、第二轴承中心固定螺杆、齿轮支座滚筒、链条传导齿轮、动力传导轴承、动力传动滚筒、动力输入齿轮、左传动链条、右传动链条、动力输入传导链条；所述第一轴承中心固定螺杆与传导支座连接，固定在链条传导轴承内侧，所述齿轮支座滚筒的内侧与链条传导轴承的外侧固定连接，外侧上固定有链条传导齿轮，所述第二轴承中心固定螺杆与传导支座连接，固定在动力传导轴承内侧，所述动力传动滚筒两端固定有链条传导齿轮，中部固定有动力输入齿轮，所述左传动链条与右传动链条绕行在链条传导齿轮上，动力输入传导链条绕过横梁与动力输入齿轮与变速箱内部齿轮相连，变速箱上有调速控制器，变速箱与发动机通过动力输出传导链条连接。所述降雨水路装置还包括带支架的过滤器、压力传感器、水表、水泵变频控制器、缓冲分流器，所述带支架的过滤器设于水箱内，水泵通过水管穿入水箱与带支架的过滤器连接，水管依次连接水泵、水表、机械稳压阀和压力传感器，压力传感器通过变频器数据线与水泵变频控制器连接，水泵变频控制器通过水泵导线与水泵连接，电源通过水泵变频控制器导线与水泵变频控制器连接，缓冲分流器通过水管与压力传感器连接；所述水泵变频控制器根据水压设定值，控制调节水泵输出到水管中的水压，所述压力传感器将测得的水压值反馈到水泵变频控制器，水泵变频控制器与设定值比较后调节控制水泵输出功率。所述坡顶主支撑由混凝土地锚、坡顶主支撑立杆、平面加固板、设于混凝土地锚上的支撑连接脚座组成，所述平面加固板设于支撑连接脚座上，所述混凝土地锚由圆板、地锚螺杆、混凝土和圆桶组成，所述圆板在圆桶下部，混凝土填充圆桶内部，地锚螺杆顶端高于混凝土，所述地锚螺杆下端穿过圆板固定，上端穿过圆桶顶部的混凝土后用螺母固定；所述支撑连接脚座由连接圆板与支撑连接角铁组成，支撑连接角铁设于连接圆板中心，所述坡顶主支撑立杆的底端分别用螺栓与支撑连接脚座上的支撑连接角铁和平面加固板固定连接。所述端头传导齿轮左支座与端头传导齿轮右支座均是由上下两部分角铁构成，分别用伸缩器连接，且顶部均有一个上齿轮连接孔，中部均有一个下齿轮连接孔，下部均有一组齿轮支座固定螺栓孔，下齿轮连接孔与齿轮支座固定螺栓孔之间设有光电距离传感器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：由降雨支撑装置、降雨扫喷控制装置和降雨水路装置组成；所述降雨支撑装置包括由坡顶纵梁(21)与横梁(37)组成的坡顶、由坡面纵梁(27)与横梁(37)组成的坡面、坡顶支撑装置、坡面支撑装置、设于坡顶和坡面的传导支座，所述坡顶支撑装置的上端与坡顶纵梁(21)连接，所述坡面支撑装置的上端与坡面纵梁(27)连接，所述坡顶纵梁(21)和坡面纵梁(27)连接，所述坡顶支撑装置上方横向设有坡顶钢丝绳(94)，所述坡面支撑装置上方横向设有坡面钢丝绳(93)，所述坡顶钢丝绳(94)和坡面钢丝绳(93)之间设有导滑钢丝绳(95)，所述坡顶钢丝绳(94)高于坡面钢丝绳(93)；所述降雨扫喷控制装置包括变速箱(67)、传导装置、发动机(70)、发动机控制器(71)、光电距离传感器(53)和电源，所述光电距离传感器(53)设于传导支座上，所述传导装置、发动机(70)均与变速箱(67)连接，所述发动机(70)、光电距离传感器(53)、电源均与发动机控制器(71)连接，所述传导装置与发动机(70)连接且设于降雨支撑装置的传导支座，所述光电距离传感器(53)发送电信号给发动机控制器(71)，发动机控制器(71)收到信号后控制发动机(70)反转，使所述传导装置转向运动；所述降雨水路装置至少包括依次连接的水箱(76)、水泵(79)、水管、喷头(98)，水泵(79)与电源连接，所述水管设于降雨支撑装置的导滑钢丝绳(95)上，所述喷头(98)设于降雨扫喷控制装置的传导装置上。...

【技术特征摘要】
1.一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：由降雨支撑装置、降雨扫喷控制装置和降雨水路装置组成；所述降雨支撑装置包括由坡顶纵梁(21)与横梁(37)组成的坡顶、由坡面纵梁(27)与横梁(37)组成的坡面、坡顶支撑装置、坡面支撑装置、设于坡顶和坡面的传导支座，所述坡顶支撑装置的上端与坡顶纵梁(21)连接，所述坡面支撑装置的上端与坡面纵梁(27)连接，所述坡顶纵梁(21)和坡面纵梁(27)连接，所述坡顶支撑装置上方横向设有坡顶钢丝绳(94)，所述坡面支撑装置上方横向设有坡面钢丝绳(93)，所述坡顶钢丝绳(94)和坡面钢丝绳(93)之间设有导滑钢丝绳(95)，所述坡顶钢丝绳(94)高于坡面钢丝绳(93)；所述降雨扫喷控制装置包括变速箱(67)、传导装置、发动机(70)、发动机控制器(71)、光电距离传感器(53)和电源，所述光电距离传感器(53)设于传导支座上，所述传导装置、发动机(70)均与变速箱(67)连接，所述发动机(70)、光电距离传感器(53)、电源均与发动机控制器(71)连接，所述传导装置与发动机(70)连接且设于降雨支撑装置的传导支座，所述光电距离传感器(53)发送电信号给发动机控制器(71)，发动机控制器(71)收到信号后控制发动机(70)反转，使所述传导装置转向运动；所述降雨水路装置至少包括依次连接的水箱(76)、水泵(79)、水管、喷头(98)，水泵(79)与电源连接，所述水管设于降雨支撑装置的导滑钢丝绳(95)上，所述喷头(98)设于降雨扫喷控制装置的传导装置上。2.根据权利要求1所述的一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：所述坡顶支撑装置包括坡顶主支撑(40)、坡顶辅助支撑(41)，所述坡顶主支撑(40)的中部与坡顶纵梁(21)连接且至少为两个，分别设于坡顶末端的两侧，所述坡顶辅助支撑(41)的上端与坡顶纵梁(21)连接且至少为两组，分别设于坡顶的首端与中部；所述坡面支撑装置包括坡面主支撑(44)、坡面辅助支撑(42)、角度调节斜支撑(43)、斜加固支撑(46)，所述坡面主支撑(44)的中部与坡面纵梁(27)连接且至少为两个，分别设于坡面的底部两侧，所述坡面辅助支撑(42)的上端与坡面纵梁(27)连接且至少为两个，分别设于坡面中部两侧，所述角度调节斜支撑(43)一端与坡面辅助支撑(42)中部连接，另一端与坡面纵梁(27)连接，所述斜加固支撑(46)一端与坡面主支撑44连接，另一端设有斜加固支撑支座(45)。3.根据权利要求1所述的一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：所述传导支座包括端头传导齿轮左支座(48)、端头传导齿轮右支座(49)、中间传导齿轮左支座(54)、中间传导齿轮右支座(55)；所述坡顶末端横梁(37)上中部和坡面底端横梁(37)上中部均设有端头传导齿轮左支座(48)和端头传导齿轮右支座(49)，其余横梁(37)上均设有中间传导齿轮左支座(54)和中间传导齿轮右支座(55)，所述端头传导齿轮左支座(48)和端头传导齿轮右支座(49)上均设有光电距离传感器(53)。4.根据权利要求1所述的一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：所述坡顶纵梁(21)由角铁制作，一边的一端设有一个铰接孔，与铰接孔同边上有两组坡顶辅助支撑(41)杆链连接孔(23)，另一端有一组坡顶主支撑(40)立杆连接孔(24)，另一边与两组坡顶辅助支撑(41)杆链连接孔(23)对称的位置上有两组坡顶中间横梁(37)连接孔(25)，与坡顶主支撑(40)立杆连接孔(24)对称的位置上设有一组坡顶末端横梁(37)连接孔(26)。5.根据权利要求1所述的一种扫喷式边坡降雨系统，其特征在于：所述传导装置包括第一轴承中心固定螺杆(56)、链条传导轴承(57)、第二轴承中心固定螺杆(60)、齿轮支座滚筒(58)、链条传导齿轮(59)、动力传导轴承(61)、动力传动滚筒(62)、动力输入齿轮(63)、左传动链条(64)、右传动链条(65)、动力输入传导...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘俊义，王治军，朱桥川，苏健，周鹏，刘加文，卢锋，纪鹏，李荣建，刘军定，
申请(专利权)人：西安长庆科技工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61