【技术实现步骤摘要】
一种油气管道纵穿滑坡地质灾害的物理模型及试验方法
：本专利技术涉及一种岩土工程模型试验系统及其试验方法，具体涉及一种油气管道纵穿滑坡的地灾物理模型系统及其试验方法，填补相关领域空白，对有关科学研究具有重要的辅佐作用。
技术介绍
：油气管道由于路线等原因，不可避免的需要铺设在坡体地层中。当坡体角度不大时，考虑经济因素，需要将油气管道沿坡面先向坡顶布置，到达坡顶后再转向坡底布置，遭遇地质灾害时往往油气管道产生屈曲现象而破坏，从而造成巨大的财产损失以及严重的环境破坏。因此，研究滑坡地质灾害对纵穿布置的油气管道变形破坏的影响显得十分重要，对于油气管道灾害的预警、防护都显得十分重要。目前，国内的研究者大多倾向于研究滑坡自身的灾变过程或管道横穿滑坡灾害时的模型实验和监测，例如，刘金涛对管道横穿滑坡相互作用大尺度模拟试验研究；刘建平、郝建斌等人提出的一种滑坡对管道影响的监测预警方法和系统；董荔苇提出的矿浆管道在滑坡体、塌方体、泥石流区的敷设方法及结构。但是，对于纵穿布置情况下的油气管道滑坡地质灾害的物理模型试验系统研究几乎尚未涉及，罕有研究。因此，很有必要建立一种油气管道纵穿滑...
【技术保护点】
1.一种油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型包括：验模型主体系统、降雨系统、观测系统、管道系统和承载系统五部分。承载系统：包括骨架、操作平台和梯子间，所述操作平台底面通过焊接固定在骨架上，平行于地面，梯子间上部与操作平台上部齐平连接在骨架外侧，整个承载系统安装在实验主体系统右侧，与水箱右表面相接，但不必与之固定。主体系统：包括坡面系统和控制系统，所述坡面系统包括一个固定水平底座、两个可活动的坡面和两个承接容器，其中一个坡面与水平底座的左短边通过9个活动铰接接头来连接，相邻铰接接头间距25cm，另一坡面的右短边安装两个滚轮，分别距...
【技术特征摘要】
1.一种油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型包括：验模型主体系统、降雨系统、观测系统、管道系统和承载系统五部分。承载系统：包括骨架、操作平台和梯子间，所述操作平台底面通过焊接固定在骨架上，平行于地面，梯子间上部与操作平台上部齐平连接在骨架外侧，整个承载系统安装在实验主体系统右侧，与水箱右表面相接，但不必与之固定。主体系统：包括坡面系统和控制系统，所述坡面系统包括一个固定水平底座、两个可活动的坡面和两个承接容器，其中一个坡面与水平底座的左短边通过9个活动铰接接头来连接，相邻铰接接头间距25cm，另一坡面的右短边安装两个滚轮，分别距离右侧坡面底部短边中点0.5m，左侧坡面顶端和右侧坡面下表面可以通过9个活动铰接接头来将两坡面进行连接和拆卸，相邻铰接接头间距25cm，所述水平底座的四个角分别用4个螺栓固定于地面，所述其中一个承接容器设置在左侧坡面的底部，与水平底座相邻，用以保护地面不受损坏，该承接容器的四个角均分别用4个螺栓固定在地面上，另一承接容器与右侧坡面底部相邻，该承接容器的四个角均分别用4个螺栓固定在地面上。控制系统：包括两个QF140/100自锁式千斤顶，所述液压千斤顶分别布置在左侧坡面的两侧、水平底座右侧长边延长线上，紧邻水平底座，用四个螺栓将千斤顶固定在地面上，所述两个液压千斤顶顶部均与所述左侧坡面焊接，连接地面和所述左侧坡面，用以调节所述左侧坡面的坡度。降雨系统：包括水箱、网孔铁板、挡水铁板和固定平板，所述固定平板通过焊接垂直固定在操作平台上，所述水箱通过焊接的方式固定在固定平板上，挡水铁板在上，网孔铁板在下，重叠后沿沟槽插入，通过控制挡水铁板的抽出与插入来调节降雨。管道系统：包括实验所需的两根管道、一个管道固定板、应变片、数据线和管道连接弯头，所述管道是两根铜管，内径均为1cm，外径均为2cm，长度均为7m，在两根管道的相对的两侧均从一端向另一端每隔20cm设置有一组应变片，每根管道70组，共140组，每组应变片包括一个环向应变片和一个轴向应变片，每组应变片都与数据线连接。观测系统：包括布置在管道上的应变片、数据线、应变分析仪、计算机以及高速摄像机，所述应变分析仪通过数据线与布置在管道上的应变片和计算机相连，所述高速摄像机架设在左侧坡面底端，左侧承接容器外侧的地面上，高速摄像机高度3m，镜头正对滑坡体坡面。2.一种油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：一种油气管道滑坡地质灾害物理模型通过调整降雨程度的变化来模拟不同滑坡地质灾害对油气管道的损伤。3.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述实验平台水平底座是一铁质长方体，其尺寸长×宽×高为5m×2m×0.5m。4.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述坡面是铁质长方体，其尺寸长×宽×高为7m×2m×0.2m，利用千斤顶可达到的最大倾斜高度为5m。5.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述承接容器是一长方体铁皮盒，其尺寸长×宽×高为2m×2m×0.5m，厚度为0.01m，上表面完全开口。6.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述滚轮包含橡胶边刹脚轮和滚轮底座，橡胶边刹脚轮外径0.5m，内径0.3m，宽度0.1m，滚轮底座通过螺栓固定在坡面底部下表面。7.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述操作平台是一块高强度铁板，其尺寸长×宽为5m×2m，厚度为0.5m，操作平台底部通过焊接固定在骨架上。8.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述骨架底面长×宽为2m×2m，由高强度三角铁构成，三角铁之间用螺栓固定，使其可以自由拆卸调节骨架的高度。9.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述骨架的四个角分别通过四根锚杆固定在地面上，锚杆直径20mm，长度200mm。10.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述水箱是一个铁皮盒，其外径为长×宽×高为10m×2.2m×0.3m，厚度为0.03m，下表面缺失，上表面中间开一方孔，方孔尺寸长×宽为0.5m×0.5m，并在水箱的前后两内表面分别开一沟槽，沟槽下表面距离水箱底部0.06m，沟槽的尺寸为长×宽×高为9.97m×0.01m×0.04m，沟槽的一端与水箱面向左坡面一侧的内表面向平，沟槽的另一端与水箱面向右坡面一侧的外表面向平。11.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述固定平板是两块高强度铁板，均固定在坡面两侧，对称布置，其尺寸长×宽×高均为2m×0.2m×5m，固定平板尺寸为2m×0.2m的一面通过螺栓垂直固定在地面上，距离操作坡面边缘均为0.1m，两固定平板上表面中点的连线与坡面顶端重合。12.根据权利1所述的油气管道纵穿滑坡地质灾害物理模型，其特征在于：所述网孔铁板有5个，其尺寸均为长×宽×高为9.97m×2.16m×0.02m，分别各自布满直径为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm的圆孔，在尺寸为0.96m×0.02m的面向操作平台的一侧中心安装有拉环，用以方便实验人员从沟槽中...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔凡，文逸伟，郝宪杰，徐国梁，何翔，郭海军，孙永亮，路斌，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，河北博路天宝石油设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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