一种流路可调的泥石流模拟试验系统技术方案

一种流路可调的泥石流模拟试验系统，包括仪器台、流通槽、堆积板和用于放置模拟泥石流材料的材料箱，所述材料箱位于仪器台上，所述材料箱的出口与所述流通槽的上端入口相接，所述流通槽的下端出口与所述堆积板入口相接，所述仪器台位于用于带动仪器台升降的主升降机构上，所述流通槽由上下相接的槽管片连接而成，上下相邻的槽管片相互拼接且可相互上下左右转动，所述槽管片的下端安装流通槽支架。本发明专利技术提供了一种仿真性能较好的流路可调的泥石流模拟试验系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程领域，主要用于模拟泥石流灾害的运动过程，适用于不同地区泥石流的灾害预测、预警、防治研究，涉及一种泥石流模拟试验系统。
技术介绍
泥石流是一种山区频繁发生的地质灾害，其爆发突然，破坏能力巨大，严重威胁着人民的生命财产安全，是急需解决的关键地质灾害之一。泥石流运动的相关参数主要采用现场观测的方法选取，但泥石流的发生频率较低、发生分布范围广，规模有大有小，观测的数据不具有普适性，而且很难追踪到正在发生的泥石流，个别的观测数据难以预测未来泥石流的发生。基于此，国内外学者进行了大量的室内试验，研究泥石流运动与坡度、运动轨迹、摩擦力、能量损失等之间的关系，这些研究在泥石流的预测和防灾中发挥了关键作用。真实的泥石流灾害在运动时轨迹错综复杂，但目前室内试验研究中泥石流运动轨迹较为单一，多为直线运动，或只对泥石流运动坡度做少量改变，因而急需研制一种可模拟泥石流真实运动轨迹的试验系统来深入研究地形条件对泥石流运动的影响。
技术实现思路
为了克服已有泥石流模拟试验仿真性较差的不足,本专利技术提供了一种仿真性能较好的流路可调的泥石流模拟试验系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种流路可调的泥石流模拟试验系统，包括仪器台、流通槽、堆积板和用于放置模拟泥石流材料的材料箱，所述材料箱位于仪器台上，所述材料箱的出口与所述流通槽的上端入口相接，所述流通槽的下端出口与所述堆积板入口相接，所述仪器台位于用于带动仪器台升降的主升降机构上，所述流通槽由上下相接的槽管片连接而成，上下相邻的槽管片相互拼接且可相互上下左右转动，所述槽管片的下端安装流通槽支架。进一步，上下相邻的槽管片的拼接处由球型卡口连接，即槽管片的一端设有孔扣，另一端设置球型卡口，孔扣与球型卡口匹配。当然，也可以采用其他链接方式，只要能够实现一定角度相互上下左右转动即可。再进一步，每隔一个槽管片的下方设置一个可升降的流通槽支架，所述流通槽支架下安装滑轮。间隔设置是一种常用的选择方式，当然，所述流通槽支架也可以根据需要不规则的间隔设置。优选的，所述流通槽支架为简易手摇升降装置。该处的流通槽支架是具有升降功能，便于实现与实际山体的形状匹配，当然，也可以选择其他升降机方式。更进一步，所述流通槽上铺装流通槽铺装层，所述铺装层包括用于改变槽内壁的粗糙度和摩擦阻力的自选材料层。这是为了适用于实际山体的表面情况。优选的，所述铺装层还包括橡胶垫层，所述橡胶垫层位于所述流通槽的上表面，所述自选材料层位于所述橡胶垫层上。所述材料箱的前端通过铰接螺旋与连接槽连接，所述连接槽与所述流通槽相接，所述连接槽设置流通槽阀门。这是一种优选的连接方式。所述材料箱的后端底部连接在次升降机构上，所述次升降机构安装在仪器台上。这个结构可以让材料箱具有不同的倾斜度，便于模拟泥石流发生前的不同地形情况。所述主升降机构包括四根螺旋柱、电机和升降套件，所述仪器台套装在螺旋柱上，所述仪器台与由电机驱动的升降套件连接，所述四根螺旋柱的底部安装在支撑平台上，所述四根螺旋柱的顶部安装在固定板上。这是一种优选的升降方式，当然，也可以选用其他。所述流通槽上安装流速测量仪、冲击力测量仪和孔压测量仪，所述流通槽的中段、下段的上方以及堆积板的后端的上方分别安装高速摄像机，所述的流速测量仪、冲击力测量仪、孔压测量仪和高速摄像机连接到控制中心。本专利技术中，配置一定粒度成分的固体颗粒，通过搅拌调制具有一定浆液浓度的模拟泥石流材料，将仪器台调至最低位置，并将配置好的模拟泥石流材料倒入材料箱内；调节仪器台到需要的高度，安装流通槽，根据试验需求调节槽管片，可安装成不同的坡度、路径、长度；在流通槽上放置铺装层，以防水并模拟真实地表的粗糙度以及摩擦阻力；打开材料槽的阀门，模拟泥石流材料通过流通槽流到堆积板上；孔压测量仪与流速测量仪设置在流通槽内，监测泥石流的孔隙水压力、流速流量参数，冲击力测量仪设置在堆积板上，检测泥石流的冲击力；通过高速摄像机拍摄泥石流的运动和堆积过程，用于后续定量分析；控制中心接收各种仪器传回的数据，用于后续解析得到泥石流的动力学参数。本专利技术所取得有益效果为：1、本专利技术可通过调节仪器台的高度、槽管片的数量和槽管片的方向任意设置泥石流运动的高度、坡度、曲折路径，建立不同地形条件下泥石流运动的试验模型，对预测泥石流的发展与成灾具有很好的指示作用。2、本专利技术可改变流通槽铺装层的材料来模拟各种真实地表具有的摩擦力等性质，让试验环境更接近于实际。附图说明图1为本专利技术的结构测试图；图2为本专利技术的结构俯视图；图3为槽管片样图；图4为槽管片俯视图。其中，1控制中心，2支撑平台，3次升降机构，4仪器台，5铰接螺栓，6手摇升降机，7流通槽，8材料箱，9阀门，10连接槽，11铺装层，11(a)自选材料层，11(b)橡胶垫层，12一号高速摄像机，13槽管片，13(a)孔扣，13(b)球型卡口,14二号高速摄像机，15堆积板，16三号高速摄像机，17螺旋柱，18固定板，19孔压测量仪，20流量流速测量仪，21冲击力测量仪。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图4，一种流路可调的泥石流模拟试验系统，包括仪器台4、流通槽7、堆积板15和用于放置模拟泥石流材料的材料箱8，所述材料箱8位于仪器台4上，所述材料箱8的出口与所述流通槽7的上端入口相接，所述流通槽7的下端出口与所述堆积板15入口相接，所述仪器台4位于用于带动仪器台升降的主升降机构上，所述流通槽7由上下相接的槽管片13连接而成，上下相邻的槽管片13相互拼接且可相互上下左右转动，所述槽管片13的下端安装流通槽支架。进一步，上下相邻的槽管片13的拼接处由球型卡口连接，即槽管片的一端设有孔扣13(a)，另一端设置球型卡口13(b)，孔扣与球型卡口匹配。当然，也可以采用其他链接方式，只要能够实现一定角度相互上下左右转动即可。再进一步，每隔一个槽管片13的下方设置一个可升降的流通槽支架6，所述流通槽支架6下安装滑轮。间隔设置是一种常用的选择方式，当然，所述流通槽支架也可以根据需要不规则的间隔设置。优选的，所述流通槽支架6为简易手摇升降装置。该处的流通槽支架是具有升降功能，便于实现与实际山体的形状匹配，当然，也可以选择其他升降机方式。更进一步，所述流通槽上铺装流通槽铺装层11，所述铺装层包括用于改变槽内壁的粗糙度和摩擦阻力的自选材料层11(a)。这是为了适用于实际山体的表面情况。优选的，所述铺装层还包括橡胶垫层11(b)，所述橡胶垫层位于所述流通槽的上表面，所述自选材料层位于所述橡胶垫层上。所述材料箱8的前端通过铰接螺旋5与连接槽10连接，所述连接槽10与所述流通槽7相接，所述连接槽设置流通槽阀门9。这是一种优选的连接方式。所述材料箱8的后端底部连接在次升降机构3上，所述次升降机3构安装在仪器台4上。这个结构可以让材料箱具有不同的倾斜度，便于模拟泥石流发生前的不同地形情况。所述主升降机构包括四根螺旋柱17、电机和升降套件，所述仪器台套装在螺旋柱上，所述仪器台与由电机驱动的升降套件连接，所述四根螺旋柱的底部安装在支撑平台2上，所述四根螺旋柱的顶部安装在固定板18上。这是一种优选的升降方式，当然，也可以选用其他。所述流通槽7上安装流速测量仪20、冲击力测量仪21和孔压测量仪19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流路可调的泥石流模拟试验系统，包括仪器台、流通槽、堆积板和用于放置模拟泥石流材料的材料箱，所述材料箱位于仪器台上，所述材料箱的出口与所述流通槽的上端入口相接，所述流通槽的下端出口与所述堆积板入口相接，其特征在于：所述仪器台位于用于带动仪器台升降的主升降机构上，所述流通槽由上下相接的槽管片连接而成，上下相邻的槽管片相互拼接且可相互上下左右转动，所述槽管片的下端安装流通槽支架。

【技术特征摘要】
1.一种流路可调的泥石流模拟试验系统，包括仪器台、流通槽、堆积板和用于放置模拟泥石流材料的材料箱，所述材料箱位于仪器台上，所述材料箱的出口与所述流通槽的上端入口相接，所述流通槽的下端出口与所述堆积板入口相接，其特征在于：所述仪器台位于用于带动仪器台升降的主升降机构上，所述流通槽由上下相接的槽管片连接而成，上下相邻的槽管片相互拼接且可相互上下左右转动，所述槽管片的下端安装流通槽支架。2.如权利要求1所述的流路可调的泥石流模拟试验系统，其特征在于：上下相邻的槽管片的拼接处由球型卡口连接。3.如权利要求1或2所述的流路可调的泥石流模拟试验系统，其特征在于：每隔一个槽管片的下方设置一个可升降的流通槽支架，所述流通槽支架下安装滑轮。4.如权利要求3所述的流路可调的泥石流模拟试验系统，其特征在于：所述流通槽支架为简易手摇升降装置。5.如权利要求1或2所述的流路可调的泥石流模拟试验系统，其特征在于：所述流通槽上铺装流通槽铺装层，所述铺装层包括用于改变槽内壁的粗糙度和摩擦阻力的自选材料层。6.如权利要求5所述的流路可调的泥石流模拟试...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，杜时贵，张海鹏，常金源，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33