一种泥石流浆体动态屈服应力测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及了一种泥石流浆体动态屈服应力测量装置及其测量方法，属于泥石流工程防治领域。主要包括：工作基架、物料运输装置、搅拌装置、供水装置、控制面板、浆料输送装置、斜面流变装置，屈服应力测量显示装置。通过所述工作基架、物料运输装置、搅拌装置、供水装置、浆料运输装置、控制面板可将一定粒度成分的物料配置成的泥石流浆体运输至所述斜面流变装置进行流变实验，所述屈服应力测量显示装置采集并处理实验后斜面流变装置上泥石流堆积体数据来计算泥石流浆体的屈服应力，进而在屈服应力测量显示装置上显示。

【技术实现步骤摘要】
一种泥石流浆体动态屈服应力测量装置及其测量方法
本专利技术涉及了一种泥石流浆体动态屈服应力测量装置及其测量方法，属于泥石流工程防治领域。
技术介绍
泥石流是山区常见的地质灾害之一，严重制约我国山区经济发展，因此对泥石流防治理论与技术的研究尤为迫切。屈服应力是泥石流的关键流变参数，它关系着泥石流流速、冲击力等动力学参量的计算，因此对泥石流屈服应力的认识与研究是泥石流灾害预测和工程治理的重要环节之一。目前泥石流屈服应力主要通过流变仪来获取，但流变实验获取该参数主要存在两个问题：(1)流变实验一般是通过传统的流变仪来获取应力—剪切速率梯度曲线，再对曲线的线性部分进行回归来间接获得屈服应力，而该屈服应力是一个回归应力，不是真正意义上的动态屈服应力，且该测量仪器在实验过程中无法避免壁面滑移现象的发生，因此进一步加大了测量泥石流屈服应力的误差。(2)常规的流变实验一般局限于对细颗粒(<2mm)泥石流浆体进行屈服应力测试，而真实泥石流浆体中是含有粗大颗粒的，则无法用常规的流变仪进行实验，虽有许多国内外泥石流专家自行研制锥盘式(phillipsandDavies，1989)、旋转式(CoussotandPiau，1995)、平板式(王裕宜，2002[4])等多种结构的大型流变仪开展流变试验，但这些装置对操作要求较高，且测量过程中的沉降、不均匀剪切等因素对试验结果影响较大，因此测量结果的重复性较差，精度需要进一步提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种泥石流浆体动态屈服应力测量装置及其测量方法，针对上述现有技术存在的问题及不足，可以仿真模拟泥石流浆体的流动和堆积过程，并可准确的计算泥石流浆体的屈服应力。该动态屈服应力测量装置操作简单、结果稳定，摒弃了传统流变仪通过获取应力—剪切速率梯度曲线，再对曲线的线性部分进行回归来间接获得屈服应力的缺点，改善了常规的流变实验一般仅局限于对细颗粒(<2mm)泥石流浆体屈服应力测量的现状。其能够直接应用于大颗粒泥石流的屈服应力的测量，为泥石流灾害预测和工程治理提供了基础数据。本专利技术采用的技术方案是：一种泥石流屈服应力测量装置，包括工作台基架、物料运输装置、供水装置、搅拌装置、控制面板1、浆料输送装置、斜面流变装置，屈服应力测量显示装置；所述工作台基架包括梁柱子2、L型横梁7、纵梁11、矩形顶板6、斜梯8、矩形平板9；所述梁柱子2为四根，所述L型横梁7和纵梁11各为两根，两根L型横梁7、两根纵梁11分别平行设置在梁柱子2的中上部，固定连接两根相邻的梁柱子；矩形纵梁11起到稳固梁柱的作用，L型横梁7用于支撑矩形平板9，所述矩形平板9沿长度方向小于L型横梁7长度，所述平板6由梁柱子2支撑，每根梁柱子2支撑矩形顶板6的一个角，所述楼梯8上部固定于矩形平板9上，下部固定于地面上；所述物料运输装置包括升降漏斗4、升降电机3、传送带5、固定漏斗10；所述升降电机3固定于矩形顶板6上，所述升降漏斗4与升降电机3连接，并通过升降电机3正反转，可将升降漏斗提升至与传送带5上，所述固定漏斗10通过固定于矩形顶板6的定滑轮与传送带5末端连接，所述传送带5上的物料通过固定漏斗10运输至搅拌装置；升降电机3、传送带5分别通过电线与控制面板1的独立供电单元连接，所述控制面板1固定于所述纵梁11上，且其有若干个供电单元，各供电单元独立工作，互不影响；所述供水装置包括储水箱13、水管14、水泵15、水阀16；所述储水箱13固定于矩形平板9上，所述水管14有4个端口，第一个端口与储水箱13连接，第二个端口与水泵15连接，第三个端口与水阀16连接，第四个端口与搅拌装置连接；所述水泵15通过电线与控制面板1的一个独立供电单元连接；所述搅拌装置包括料箱17、搅拌机12，所述料箱17固定于矩形平板9上，搅拌机12固定与料箱17底部，所述搅拌机12通过电线与控制面1的一个供电单元连接；所述浆料输送装置包括出泥浆阀18、泥浆泵19、出料管20、伸缩管21、半圆形槽22、液压油缸23、进料管24；所述出料管20有四个端口，端口一与料箱17连接，端口二与泥浆阀18连接，端口三与泥浆泵19连接，端口四与所述伸缩管21连接，所述伸缩管21另一端与进料管24连接，进料管24的另一端与斜面流变装置连接，其中所述伸缩管21由液压油缸23支撑，所述液压油缸23与伸缩管21与之间设有半圆形槽22；所述斜面流变装置包括闸门25、闸门提升系统、储物箱26、流通凹槽27、横向挡板28、气泡水平尺29、底板升降系统、底板32、数据采集板33、基座平台、数显倾角仪36；所述底板32头部由两个底板升降系统支撑，所述的两个底板升降系统设置在底板头部两侧，通过升降系统可使斜面流变装置达到目标倾斜角度i，每个底板升降系统包括液压千斤顶30、圆形管夹301、橡胶垫圈302，圆管31，所述圆管31一端与底板32首部侧缘连接，另一端由液压千斤顶30支撑，所述液压千斤顶30与圆管31之间设有圆形管夹301，所述圆形管夹301内部设有橡胶垫圈302；所述两侧底板升降系统之间设置有气泡水平尺29，所述气泡水平尺29固定于底板32头部上边缘，通过调节两侧升降系统使气泡水平尺29气泡居中；底板32尾部由基座平台支撑，所述基座平台包括气泡水平仪33、调平脚34、底座35，所述底板32尾部置于底座35上，所述底座35上设有气泡水平仪33，通过调节调平脚34的长度使气泡水平仪居中。所述储物箱26设于底板32中轴线上，储物箱26底板固定于底板32头部，所述储物箱26设有泥浆出口，所述闸门25设置在泥浆出口上，闸门25上方设有闸门提升系统，所述闸门提升系统包括提升杆251、气缸252；所述气缸252通过电线与控制面板1连接，所述气缸252位于闸门25的上方，且与提升杆251的一端连接，所述提升杆251的另一端与闸门25连接；所述流通凹槽27与储物箱26的泥浆出口连通，所述流通凹槽27包括底板和分别固定在底板两侧的侧板，所述侧板尾部与横向挡板28垂直连接；所述流通凹槽27的底板固定于底板32上，并与数据采集板33无缝连接，所述数据采集板33固定于底板32上；流通凹槽27和数据采集板33上表面均设有改变流通凹槽27和数据采集板33粗糙度的自选材料层，所述数显水平倾角仪36置于数据采集板33边缘，用于测量斜面流变装置的倾斜角度i；所述屈服应力测量显示装置包括：行走装置、红外线测距仪组、红外线测距仪夹具、数据测量显示设备43；所述行走装置包括凹型梁柱37、导轨38、行走机构39、轻质圆管40；所述梁柱37有四根、每根梁柱子37沿长度方向开设矩形滑槽，并分别设置于数据采集板33四个角点处，垂直固定在底板32上，沿流通凹槽27方向上的相邻两梁柱37之间用导轨38连接，所述导轨38两端设置于梁柱37矩形滑槽之中，且导轨38两端内置有磁性材料，通过套在梁柱37上的抱箍来调节和固定导轨的位置，使两导轨38所处的平面平行于数据采集板33；所述行走机构39有两个，均安装磁性传感器，分别置于两导轨38上，可在导轨38上来回移动，所述行走机构39包括动力系统、失电型电磁铁391、弹簧392、车轮393、悬架394、驱动轴395、车轴396、电池组399；所述悬架394与车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥石流屈服应力测量装置，其特征在于：包括工作台基架、物料运输装置、供水装置、搅拌装置、控制面板(1)、浆料输送装置、斜面流变装置，屈服应力测量显示装置；所述工作台基架包括梁柱子(2)、L型横梁(7)、纵梁(11)、矩形顶板(6)、斜梯(8)、矩形平板(9)；所述梁柱子(2)为四根，所述L型横梁(7)和纵梁(11)各为两根，两根L型横梁(7)、两根纵梁(11)分别平行设置在梁柱子(2)的中上部，固定连接两根相邻的梁柱子；矩形纵梁(11)起到稳固梁柱的作用，L型横梁(7)用于支撑矩形平板(9)，所述矩形平板(9)沿长度方向小于L型横梁(7)长度，所述平板(6)由梁柱子(2)支撑，每根梁柱子(2)支撑矩形顶板(6)的一个角，所述楼梯(8)上部固定于矩形平板(9)上，下部固定于地面上；所述物料运输装置包括升降漏斗(4)、升降电机(3)、传送带(5)、固定漏斗(10)；所述升降电机(3)固定于矩形顶板(6)上，所述升降漏斗(4)与升降电机(3)连接，并通过升降电机(3)正反转，可将升降漏斗提升至与传送带(5)上，所述固定漏斗(10)通过固定于矩形顶板(6)的定滑轮与传送带(5)末端连接，所述传送带(5)上的物料通过固定漏斗(10)运输至搅拌装置；升降电机(3)、传送带(5)分别通过电线与控制面板(1)的独立供电单元连接，所述控制面板(1)固定于所述纵梁(11)上，且其有若干个供电单元，各供电单元独立工作，互不影响；所述供水装置包括储水箱(13)、水管(14)、水泵(15)、水阀(16)；所述储水箱(13)固定于矩形平板(9)上，所述水管(14)有4个端口，第一个端口与储水箱(13)连接，第二个端口与水泵(15)连接，第三个端口与水阀(16)连接，第四个端口与搅拌装置连接；所述水泵(15)通过电线与控制面板(1)的一个独立供电单元连接；所述搅拌装置包括料箱(17)、搅拌机(12)，所述料箱(17)固定于矩形平板(9)上，搅拌机(12)固定与料箱(17)底部，所述搅拌机(12)通过电线与控制面板(1)的一个供电单元连接；所述浆料输送装置包括出泥浆阀(18)、泥浆泵(19)、出料管(20)、伸缩管(21)、半圆形槽(22)、液压油缸(23)、进料管(24)；所述出料管(20)有四个端口，端口一与料箱(17)连接，端口二与泥浆阀(18)连接，端口三与泥浆泵(19)连接，端口四与所述伸缩管(21)连接，所述伸缩管(21)另一端与进料管(24)连接，进料管(24)的另一端与斜面流变装置连接，其中所述伸缩管(21)由液压油缸(23)支撑，所述液压油缸(23)与伸缩管(21)之间设有半圆形槽(22)；所述斜面流变装置包括闸门(25)、闸门提升系统、储物箱(26)、流通凹槽(27)、横向挡板(28)、气泡水平尺(29)、底板升降系统、底板(32)、数据采集板(33)、基座平台、数显倾角仪(36)；所述底板(32)头部由两个底板升降系统支撑，所述的两个底板升降系统设置在底板头部两侧，通过升降系统可使斜面流变装置达到目标倾斜角度i，每个底板升降系统包括液压千斤顶(30)、圆形管夹(301)、橡胶垫圈(302)，圆管(31)，所述圆管(31)一端与底板(32)首部侧缘连接，另一端由液压千斤顶(30)支撑，所述液压千斤顶(30)与圆管(31)之间设有圆形管夹(301)，所述圆形管夹(301)内部设有橡胶垫圈(302)；所述两侧底板升降系统之间设置有气泡水平尺(29)，所述气泡水平尺(29)固定于底板(32)头部上边缘，通过调节两侧升降系统使气泡水平尺(29)气泡居中；底板(32)尾部由基座平台支撑，所述基座平台包括气泡水平仪(33)、调平脚(34)、底座(35)，所述底板(32)尾部置于底座(35)上，所述底座(35)上设有气泡水平仪(33)，通过调节调平脚(34)的长度使气泡水平仪居中。所述储物箱(26)设于底板(32)中轴线上，储物箱(26)底板固定于底板(32)头部，所述储物箱(26)设有泥浆出口，所述闸门(25)设置在泥浆出口上，闸门(25)上方设有闸门提升系统，所述闸门提升系统包括提升杆(251)、气缸(252)；所述气缸(252)通过电线与控制面板(1)连接，所述气缸(252)位于闸门(25)的上方，且与提升杆(251)的一端连接，所述提升杆(251)的另一端与闸门(25)连接；所述流通凹槽(27)与储物箱(26)的泥浆出口连通，所述流通凹槽(27)包括底板和分别固定在底板两侧的侧板，所述侧板尾部与横向挡板(28)垂直连接；所述流通凹槽(27)的底板固定于底板(32)上，并与数据采集板(33)无缝连接，所述数据采集板(33)固定于底板(32)上；流通凹槽(27)和数据采集板(33)上表面均设有改变流通凹槽(27)和数据采集板(33)粗糙度的自选材...

【技术特征摘要】
1.一种泥石流屈服应力测量装置，其特征在于：包括工作台基架、物料运输装置、供水装置、搅拌装置、控制面板(1)、浆料输送装置、斜面流变装置，屈服应力测量显示装置；所述工作台基架包括梁柱子(2)、L型横梁(7)、纵梁(11)、矩形顶板(6)、斜梯(8)、矩形平板(9)；所述梁柱子(2)为四根，所述L型横梁(7)和纵梁(11)各为两根，两根L型横梁(7)、两根纵梁(11)分别平行设置在梁柱子(2)的中上部，固定连接两根相邻的梁柱子；矩形纵梁(11)起到稳固梁柱的作用，L型横梁(7)用于支撑矩形平板(9)，所述矩形平板(9)沿长度方向小于L型横梁(7)长度，所述平板(6)由梁柱子(2)支撑，每根梁柱子(2)支撑矩形顶板(6)的一个角，所述楼梯(8)上部固定于矩形平板(9)上，下部固定于地面上；所述物料运输装置包括升降漏斗(4)、升降电机(3)、传送带(5)、固定漏斗(10)；所述升降电机(3)固定于矩形顶板(6)上，所述升降漏斗(4)与升降电机(3)连接，并通过升降电机(3)正反转，可将升降漏斗提升至与传送带(5)上，所述固定漏斗(10)通过固定于矩形顶板(6)的定滑轮与传送带(5)末端连接，所述传送带(5)上的物料通过固定漏斗(10)运输至搅拌装置；升降电机(3)、传送带(5)分别通过电线与控制面板(1)的独立供电单元连接，所述控制面板(1)固定于所述纵梁(11)上，且其有若干个供电单元，各供电单元独立工作，互不影响；所述供水装置包括储水箱(13)、水管(14)、水泵(15)、水阀(16)；所述储水箱(13)固定于矩形平板(9)上，所述水管(14)有4个端口，第一个端口与储水箱(13)连接，第二个端口与水泵(15)连接，第三个端口与水阀(16)连接，第四个端口与搅拌装置连接；所述水泵(15)通过电线与控制面板(1)的一个独立供电单元连接；所述搅拌装置包括料箱(17)、搅拌机(12)，所述料箱(17)固定于矩形平板(9)上，搅拌机(12)固定与料箱(17)底部，所述搅拌机(12)通过电线与控制面板(1)的一个供电单元连接；所述浆料输送装置包括出泥浆阀(18)、泥浆泵(19)、出料管(20)、伸缩管(21)、半圆形槽(22)、液压油缸(23)、进料管(24)；所述出料管(20)有四个端口，端口一与料箱(17)连接，端口二与泥浆阀(18)连接，端口三与泥浆泵(19)连接，端口四与所述伸缩管(21)连接，所述伸缩管(21)另一端与进料管(24)连接，进料管(24)的另一端与斜面流变装置连接，其中所述伸缩管(21)由液压油缸(23)支撑，所述液压油缸(23)与伸缩管(21)之间设有半圆形槽(22)；所述斜面流变装置包括闸门(25)、闸门提升系统、储物箱(26)、流通凹槽(27)、横向挡板(28)、气泡水平尺(29)、底板升降系统、底板(32)、数据采集板(33)、基座平台、数显倾角仪(36)；所述底板(32)头部由两个底板升降系统支撑，所述的两个底板升降系统设置在底板头部两侧，通过升降系统可使斜面流变装置达到目标倾斜角度i，每个底板升降系统包括液压千斤顶(30)、圆形管夹(301)、橡胶垫圈(302)，圆管(31)，所述圆管(31)一端与底板(32)首部侧缘连接，另一端由液压千斤顶(30)支撑，所述液压千斤顶(30)与圆管(31)之间设有圆形管夹(301)，所述圆形管夹(301)内部设有橡胶垫圈(302)；所述两侧底板升降系统之间设置有气泡水平尺(29)，所述气泡水平尺(29)固定于底板(32)头部上边缘，通过调节两侧升降系统使气泡水平尺(29)气泡居中；底板(32)尾部由基座平台支撑，所述基座平台包括气泡水平仪(33)、调平脚(34)、底座(35)，所述底板(32)尾部置于底座(35)上，所述底座(35)上设有气泡水平仪(33)，通过调节调平脚(34)的长度使气泡水平仪居中。所述储物箱(26)设于底板(32)中轴线上，储物箱(26)底板固定于底板(32)头部，所述储物箱(26)设有泥浆出口，所述闸门(25)设置在泥浆出口上，闸门(25)上方设有闸门提升系统，所述闸门提升系统包括提升杆(251)、气缸(252)；所述气缸(252)通过电线与控制面板(1)连接，所述气缸(252)位于闸门(25)的上方，且与提升杆(251)的一端连接，所述提升杆(251)的另一端与闸门(25)连接；所述流通凹槽(27)与储物箱(26)的泥浆出口连通，所述流通凹槽(27)包括底板和分别固定在底板两侧的侧板，所述侧板尾部与横向挡板(28)垂直连接；所述流通凹槽(27)的底板固定于底板(32)上，并与数据采集板(33)无缝连接，所述数据采集板(33)固定于底板(32)上；流通凹槽(27)和数据采集板(33)上表面均设有改变流通凹槽(27)和数据采集板(33)粗糙度的自选材料层，所述数显水平倾角仪(36)置于数据采集板(33)边缘，用于测量斜面流变装置的倾斜角度i；所述屈服应力测量显示装置包括：行走装置、红外线测距仪组、红外线测距仪夹具、数据测量显示设备(43)；所述行走装置包括凹型梁柱(37)、导轨(38)、行走机构(39)、轻质圆管(40)；所述梁柱(37)有四根、每根梁柱子(37)沿长度方向开设矩形滑槽，并分别设置于数据采集板(33)四个角点处，垂直固定在底板(32)上，沿流通凹槽(27)方向上的相邻两梁柱(37)之间用导轨(38)连接，所述导轨(38)两端设置于梁柱(37)矩形滑槽之中，且导轨(38)两端内置有磁性材料，通过套在梁柱(37)上的抱箍来调节和固定导轨的位置，使两导轨(38)所处的平面平行于数据采集板(33)；所述行走机构(39)有两个，均安装磁性传感器，分别置于两导轨(38)上，可在导轨(38)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨愧，徐则民，唐永俊，周振华，任喆，王昆，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53